OTCS的测试原理和测试系统与DLTS相似，采用光脉冲取代DLTS中的电脉冲照射样品，通过测量电流的瞬态变化来确定深能级缺陷的能级和浓度等参数，特别适合用于测量高阻半导体材料和半绝缘体材料。OTCS的基本原理是：当半导体材料PN结、肖特基结的空间电荷区中存在深能级缺陷时，通过外加一个光脉冲信号，所激发出自由载流子可以周期性地填充深能级陷阱，当陷阱被填满后结束光脉冲的照射，这时陷阱中的载流子有一定的概率被热发射到导带或价带中重新成为非平衡自由载流子，这必然导致样品的电流发生变化。陷阱中被束缚的载流子在热发射过程中引起的电流瞬态变化将通过选择率窗提取出来，最终获得反映陷阱发射速率随温度变化关系的OTCS信号谱。当入射光的能量大于测试材料的禁带宽度时，所产生的非平衡自由载流子是电子-空穴对，可以同时分别填充多数载流子陷阱和少数载流子陷阱。因此，OTCS能够同时测量出多数载流子陷阱和少数载流子陷阱的能级位置、俘获截面、浓度等参数。