雙光子成像(Two-Photon Imaging)技術(shù)以其優(yōu)越特性被廣泛用于活細(xì)胞動(dòng)態(tài)三維成像，該技術(shù)使得在體外對(duì)生物組織進(jìn)行三維亞微米尺度的研究成為可能。

通常情況下，一個(gè)熒光分子或者原子每次只能吸收一個(gè)光子，當(dāng)吸收的光子的能量與基態(tài)和激發(fā)態(tài)之間的能級(jí)差相匹配時(shí)，激發(fā)就發(fā)生了，這就是單光子吸收。雙光子吸收/激發(fā)指的是在強(qiáng)光激發(fā)下，分子同時(shí)吸收兩個(gè)光子，從基態(tài)躍遷到兩倍光子能量的激發(fā)態(tài)的過(guò)程。兩個(gè)光子可以是相同波長(zhǎng)的，也可以是不同波長(zhǎng)的，但必須是同時(shí)吸收（兩個(gè)光子到達(dá)被激發(fā)分子的時(shí)間間隔小于1飛秒）。雙光子激發(fā)分子屬于三階非線性光學(xué)（NLO）現(xiàn)象，在強(qiáng)度足以與分子內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度想當(dāng)?shù)募す庾饔孟拢拍鼙憩F(xiàn)出來(lái)。高光密度條件下，兩個(gè)長(zhǎng)波長(zhǎng)的光子被熒光分子吸收、激發(fā)熒光分子發(fā)射出較短波長(zhǎng)的光子。也可以理解為分子或原子通過(guò)一個(gè)虛中間態(tài)（壽命只有激發(fā)態(tài)的約千萬(wàn)分之一）同時(shí)吸收兩個(gè)光子達(dá)到激發(fā)態(tài)。

雙光子技術(shù)在生物顯影、生物熒光探針等方面的優(yōu)勢(shì)：

（1）生物內(nèi)源分子的雙光子吸收截面大都很小，故而能夠?qū)崿F(xiàn)暗場(chǎng)成像，背景干擾很??；由于激發(fā)光波長(zhǎng)、發(fā)射光波長(zhǎng)的波長(zhǎng)差異大，減小了激發(fā)光對(duì)發(fā)射光檢測(cè)的干擾，有效減小了檢測(cè)背景、提高了信噪比。

（2）長(zhǎng)波激發(fā)，短波發(fā)射。長(zhǎng)波的紅外光不容易被細(xì)胞散射，對(duì)樣品的穿透深度更深，可以用于檢測(cè)更厚的樣品；而且，長(zhǎng)波光源對(duì)生物體的光損傷也較小。被吸收的長(zhǎng)波長(zhǎng)光子，其波長(zhǎng)為熒光分子單光子激發(fā)光波長(zhǎng)的兩倍。這樣對(duì)于需要紫外激發(fā)光單光子激發(fā)的熒光分子，可以由近紅外甚至紅外光波長(zhǎng)范圍內(nèi)的雙光子激發(fā)。因此雙光子技術(shù)可以大大減弱活體樣品檢測(cè)中的光毒性。

（3）雙光子激發(fā)只在高光密度條件下發(fā)生，使用激光聚焦激發(fā)，可以使發(fā)生較強(qiáng)熒光的區(qū)域的體積大小僅為λ的3次方，吸收截面很小，從而可以達(dá)到很高的空間分辨率，光漂白區(qū)域也很小。

雙光子成像的圖像質(zhì)量很大程度上取決于激發(fā)光的峰值功率。峰值功率取決于脈沖寬度、重復(fù)頻率以及單脈沖能量。Rainbow系列超快光纖激光器實(shí)現(xiàn)飛秒輸出，具有較短的啟動(dòng)時(shí)間，穩(wěn)定的脈沖輸出特性。該系列產(chǎn)品基于全光纖結(jié)構(gòu)，產(chǎn)品穩(wěn)定，維護(hù)方便。每臺(tái)產(chǎn)品出廠前都進(jìn)行了萬(wàn)次鎖模的測(cè)試，極大的保證了產(chǎn)品的長(zhǎng)期可靠性。