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代表性的OCT系統如下所示。 光束應均勻地分成兩臂，其中一個在樣品體積上會聚，以最小化給定掃描的照射面積。 光源應為一束準直的寬帶光束；大帶寬意味著低相干性和高精度定位產生相干性的深度。深度掃描也稱為軸向掃描或A掃描，它根據反射到樣品中的距離來測量反射光的強度。

某個角度的一道入射平面波會在下面兩個介面中反覆交錯無數次：空氣到膜層介面以及膜層到基板介面。在每一次的交錯中，就相應產生一道穿透以及一道反射光場，最後這些光場會在同調的假設下相加。經過一番如魔術般建設性以及破壞性干涉後，最後的結果可以用巨觀的反射以及穿透係數來表示。入射光的電場並非用單一個點來描述，相對的，我們會假設該電場比多重光束干涉發生的區域更大許多。