3차원 굴절률 분포와 시편의 막 떨림을 모두 분석할 수 있는 공통 광 경로 3차원 회절 광 현미경 및 그의 시편 변형성 측정 방법이 개시된다. 공통 광 경로 3차원 회절 광 현미경은, 광선(beam)을 방사하는 광원, 광선이 시편(sample)에 입사하는 입사각을 변경하고, 입사각이 변경됨에 따라 달라진 광축을 보정하는 렌즈부, 시편을 투과한 광선들 간의 간섭 무늬를 측정하는 카메라부, 및 간섭 무늬에 기초하여 시편의 3차원 굴절률 분포를 계산하고, 시편의 막 떨림을 분석하는 분석부를 포함할 수 있다.