Um eine einigermaßen sinnvolle Auflösung zu bekommen nimmt höhere Frequenzen. Es wird schwierig wesenlich besser als etwa 16 Bit Auflösung innerhalb einer Wellenlänge hinzukriegen. Also nimmt man lieber höhere Frequenzen. Den Messbereich kriegt man größer, wenn man 2 oder mehr Frequenzen benutzt. Das Problem mit der Phasenverschieung bei der Verstärkung ist nicht die Verstärkung an sich, sondern die änderung der Phasenverschiebung, wenn man die Verstärkung ändert.
Ich habe man ein ähnlches System bei 50 MHz benutzt, allerdings nicht optisch, sondern mit Oberflächenwellen. Das Verstärkerproblem war da weniger groß. Da war ungefähr 1 ps Auflösung in der Laufzeit drin.