从可调谐激光器输出的高功率光脉冲穿过由两个高反射镜(大于99.9％)组成的腔体后，沿光轴在另外一侧出射。光脉冲在两端的镜子之间来回反射，强度随每次反射及衰减指数降低。从腔体泄漏出来的光被一端的光探测器检测。测量腔体的衰减时间常数变化，如：扫描激光频率，能进行灵敏的分子吸收光谱测量及痕量气体探测。因为它只测量泄漏的衰减时间，脉冲CRDS对激光强度变化在本质上是不敏感的。
    时间常数的相对误差约等于衰减S/N。因为衰减时间一般为几毫秒，100 MS/s的采样率就足够了。在此采样率下，可以达到14 bits分辨率，超过60 dB的S/N，使测量的时间常数精确在O.1％以上。快速重复信号采集可以对重复信号进行平均，并进一步提高时间常数测量的精确性。在激光雷达中，基于PC的高速数字化仪能够进行快速数据传输，数据采集仅受激光重复频率的限制，约为100 Hz～200 Hz．
3.3 激光超声
    传统上，超声检测(非接触技术可以在样品中只用激光产生和检测超声)要求将超声传感器与待测物体相连接；或至少通过介质(如：水)进行传导(见图3)。

    大约持续10 ns的高能紫外激光脉冲以待测物的一侧为目标。突然的热膨胀产生一个超声脉冲，它在待测物中穿过，撞击到另一侧，产生表面波动。第二个红外激光束从这个波动表面反射出去到达干涉仪，在干涉仪中与一个参考光束相结合。干涉仪的电压输出信号提供了一个从该表面来的超声位移信号。
    扫描激光超声系统用于对结构巨大的物体，如飞机机身进行非接触检测。由于其超声频率激发带宽为100 MHz或更大，激光超声也是材料评估的一个有力方法。随着超声频率增加，衰减也增加，波长低于微型结构晶粒大小。100 MHz频率的超声波长有几十微米，可以用于金属中的晶粒尺寸。因此，研究频率与超声衰减的依存关系，激光超声光谱可以跟踪不同处理过程中微型结构的演化。
    要达到100 MHz或更高的超声频率，激光超声系统通常要求采样率很高的数字化仪(1 GS/s或更高)。同时要求高分辨率，高采样率通常将数字化仪限制在8 bits。快速重复信号采集要求信号平均，快速扫描，或跟上快速材料加工速度。正如在其它光谱应用中，基于PC的高性能数字化仪提供了高重复率，其限制因素仅为激光脉冲重复频率。