LEXT OLS5000 3D测量激光显微镜配备的两套光学系统（彩色成像光学系统和激光共焦光学系统）让其能够获取彩色信息、高度信息和高分辨率图像。
[获取彩色信息] 
彩色成像光学系统使用利用白光LED光源和CMOS相机获取彩色信息。
[获取 3D 高度信息和高分辨率共焦图像]
激光共焦光学系统采用405纳米激光二极管光源和高灵敏度光电倍增管获得共焦图像。浅焦深使其能够用于测量样品的表面不规则性。

[405纳米激光光源]

光学显微镜的横向分辨率随着波长的减小而获得提升。采用短波长激光的激光显微镜相比采用可见光（峰值550纳米）的传统显微镜具有更优的横向分辨率。 OLS5000显微镜利用405纳米短波长激光二极管获得卓越的横向分辨率。

[激光共焦光学系统]

激光共焦光学系统仅接收通过圆形针孔聚焦的光线，并非采集从样品上反射和散射的所有光线。这样有助于消除模糊，让其能够获得比普通显微镜对比度更高的图像。

[X-Y扫描仪]

OLS5000显微镜配有奥林巴斯光学扫描仪。通过将采用电磁感应MEMS谐振扫描仪的X轴与采用Galvano扫描振镜的Y轴相结合，能够让X-Y扫描仪定位于相对物镜瞳镜共轭的位置，因而能够实现具有较低扫描轨迹失真和较小光学像差的卓越X-Y扫描。

[高度测量原理]

在测量高度时，显微镜通过自动移动焦点位置获取多个共焦图像。
根据非连续的焦点位置（Z）和检测光强度（I）可以估算每个像素的光强变化曲线（I-Z曲线），并获得其峰值位置和峰值强度。由于所有像素的峰值位置与样品表面的不规则性相对应，因此可以获得样品表面的3D形状信息。与此类似，通过峰值强度数据可以获得针对样品表面所有位置焦点的图像（扩展图像）。