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光学相干层析术（optical coherence tomography，OCT）是一种非侵入式成像技术。用于检测内部存在折射率差的二维或三维材料。用OCT进行文物检测分析时，可生成深度分辨率为1~6μm的深度信息（最大深度为1.5mm），具体限度因实验设备和待检材料而异。OCT非常适用于光散射材料（如颜料黏结剂、光油、生物材料和聚合物）成像。
OCT是一种光谱学成像技术，可探测样品的表面信息和次表面信息。OCT基于低相干层析成像技术，利用相干宽带光在样品内部造成散射相互作用，形成干涉条纹，再进行探测并生成基于材料光学特性（折射率）的图像。材料的光学特性通常因成分（密度、结晶度等）而异，因此OCT是识别微观结构的理想技术。由于OCT用的是宽带近红外光源，光波能穿透样品并射出，因此这种技术可鉴别样品表面和次表面材料的微观结构。OCT可按工作模式分为时域OCT和频域OCT，既可使用扫描干涉仪实现成像（时域OCT），也可以通过对干涉图形进行傅里叶变换实现成像（频域OCT）。
OCT设备最基础的部件是宽带低相干光源照明的迈克耳孙干涉仪。入射光可聚焦于对象表面或次表面，散射后再通过干涉仪传回相机探测器。穿透深度和最高深度分辨率取决于所用光源的类型和扫描模式。尽管白光光源没有激光光源的灵敏度高，但由于它具有宽带波长，可提供最大的深度分辨率，因此OCT最初开发时使用了白光光源。采用宽带激光光源虽可提高灵敏度，却会降低分辨率。为了获得最大的穿透深度，OCT仪器最终在近红外区域使用了超宽（>100nm）激光光源，以便提供最佳的穿透深度和深度分辨率。OCT探测器有多种形式，因工作模式而异，不过最常见的是可以快速采集和响应的CCD相机。
OCT有单点和全视场两种主要实现模式。单点OCT需要对样品／物镜进行横向扫描，并对参考镜进行轴向扫描，才能提供深度信息。全视场OCT（又称平行OCT）是用光源对样品作全视场照射，并通过摆动参考镜来提供轴向信息的。单点OCT可生成人们熟知的“截面”图像，而全视场OCT更便于生成成像材料的3D图像。
在文化遗产研究领域，OCT已经作为非侵入式成像用于多种材料（既包括文化遗产材料，也包括考古材料）的检测分析。在这类研究中成就最突出的是梁海达博士。梁博士与她的团队出版了大量著作，分析了包括绘画作品和考古样品在内的多种材料，展示了OCT在文化遗产研究领域的应用。
OCT的轴向（深度）分辨率取决于参考镜的物理运动。因此，该技术的最佳深度分辨率目前仅能达到1μm左右，不过近期在机械方面的改进研究或许可以提高这项指标。OCT测得的光谱须比照标准谱方可鉴定材料品种。和大多数光谱技术一样，OCT对化学成分相似物质（如不同种类的光油）的分辨能力受限于仪器设备的灵敏度。截至目前，OCT已能够明确区分材料的类别，但对化学成分的特异性鉴定仍不可靠。
目前，OCT对散射最弱的低密度材料可测总深度约为1.5 mm，这就意味着，就算样品厚度超过1.5 mm，也只能得到深度范围1.5 mm内的成像结果。而对于构成材料高度混杂且（或）分层明显的文化遗产材料，可测量的最大深度范围还不到1.5 mm。用古代大师技法作画其颜料层很薄，因此用OCT几乎可以为这类作品做出整个深度的成像。但对于用现代技法作画的肌理丰富的厚涂颜料层，OCT可能连表层都无法穿透。
OCT结合X射线荧光（X-ray fluorescence，XRF）是无机质文物材料初步分析的理想方法，因为OCT可提供非侵入性的深度信息，可以解答与对象相关的许多问题。如OCT分析结果指明进一步分析的需要，可进行微取样，再用扫描电子显微镜法（scanning electron microscopy，SEM）识别样品断面内的无机材料，并用二次离子质谱法识别OCT成像所显示的有机材料。
OCT仪器参数：
—光源类型和波长（有多种选择，但一般为超宽1064 nm）
—干涉仪（迈克耳孙或Linnik）
—附加光学元件（如准直器、滤光片、光栅等）
—探测用CCD相机的大小和型号（像素密度和大小）
OCT性能参数：
—最大半高宽轴向分辨率（比照玻片）
—总有效测量深度内的半高宽轴向分辨率，比照已知样品
—信号（灵敏度）随深度变化的衰减度（单位：dB/mm）
—每个采样点的整合时间
OCT是20世纪90年代发展起来的一种生物材料非侵入式成像技术，最初应用于眼科视网膜成像。这项技术于21世纪初首次应用于文化遗产研究。目前，OCT在文化遗产研究领域已经有了若干种用途，而随着设备性能的迅速发展，它的应用范围也在变得越来越广。
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