Přístroje používané v dvoupaprskové mikroskopii se primárně používají k měření drsnosti povrchu. Lze jej také použít pro měření tloušťky průhledných a průsvitných překryvů, zejména eloxovaných fólií na hliníku.
Přístroj funguje tak, že osvětluje paprsek pod úhlem dopadu 45 stupňů na povrch překryvné vrstvy a část paprsku se odráží zpět od povrchu překrytí. Další část proniká krytem a odráží se zpět od rozhraní kryt-substrát. Z okuláru mikroskopu lze vidět dva samostatné obrazy, přičemž vzdálenost je úměrná tloušťce překrytí a vzdálenost lze měřit nastavením ovládacího knoflíku stupnice.
Tuto metodu lze použít pouze v případě, že se na rozhraní povlak-substrát odráží zpět dostatečné množství světla k získání čistého obrazu v mikroskopu.
Pro průhledné nebo průsvitné překryvy, jako jsou eloxované filmy, je metoda nedestruktivní. Aby bylo možné změřit tloušťku neprůhledné krycí vrstvy, musí být odstraněn malý kousek krycí vrstvy, aby se mezi povrchem krycí vrstvy a substrátem vytvořil krok, který může lámat světelný paprsek, takže absolutní hodnota tloušťky krycí vrstvy lze měřit. V tomto případě se jedná o metodu destruktivního testování.
Chyba měření u dvoupaprskové mikroskopie je obvykle menší než 10 procent.
