Optical sensors, systems and methods of use thereof are provided. Aspects of the subject systems include a sensor having a sensing surface and a configuration that directs a first optical signal to interact with the sensing surface at a first incident angle, and directs a second optical signal to interact with the sensing surface at a second incident angle. The subject sensors, systems and methods find use, e.g., in the diagnosis of dry eye disease.La présente invention concerne des capteurs optiques, leurs systèmes et leurs procédés d'utilisation. Des aspects des systèmes selon l'invention comprennent un capteur ayant une surface de détection et une configuration qui dirige un premier signal optique pour interagir avec la surface de détection selon un premier angle incident, et qui dirige un second signal optique pour interagir avec la surface de détection selon un second angle incident. Les capteurs, systèmes et procédés selon l'invention trouvent une utilisation, par exemple, dans le diagnostic du syndrome de la sécheresse oculaire.