當激光光束焦點的位置在鏡面上，此時被反射的激光在無限空間中成為準直光束，并在OBJ2的焦平面上形成了一個激光光斑。同理，如果橫向掃描光束，則會形成遠離傾斜鏡鏡面的焦點，這又導致返回的光束會聚或發散，進而OBJ2能在軸向不同位置形成焦點，通過這種方式即能實現連續的軸向掃描。對于較小的傾斜角，聚焦沒有球差。該組在實驗中表征了這種將橫向掃描轉換為軸向掃描技術的光學性能，并使用它將光片顯微鏡的成像速度提升了一個數量級，從而可以在三個維度上量化快速的囊泡動力學。該組還演示了使用雙光子光柵掃描顯微鏡以12kHz進行共振遠程聚焦，該技術可對大腦組織和斑馬魚心臟動力學進行快速成像，并具有衍射極限的分辨率。多光子顯微鏡之類的先進光學技術能夠在活生物體的大腦表面下更深地成像。美國飛秒激光多光子顯微鏡實驗操作

作為一個多學科、知識密集型和資金密集型的高科技產業，多光子顯微鏡涉及醫學、生物學、化學、物理學、電子學、工程學等多個學科。其生產工藝相對復雜，進入門檻較高。它是衡量一個國家制造業和高科技發展水平的重要標準之一。在過去的五年里，多光子顯微鏡的市場是集中的。由于投產成本高，技術難度大，目前涌現的新企業并不多。顯微鏡作為傳統的高科技產業，并沒有被其他技術顛覆，而是一直在不斷融合發展相關技術，在醫療等精密檢測領域發揮更大的作用。顯微鏡的商業化發展已進入成熟階段，主要需求來自教學、生命科學研究和精密測試等。全球市場呈現溫和增長趨勢。而顯微鏡產品(如多光子顯微鏡、電子顯微鏡)正在刺激市場需求，多光子顯微鏡市場發展潛力巨大。美國激光掃描多光子顯微鏡原理多光子顯微鏡市場集中，由于投產生產的成本較高，技術難度大，目前涌現的新企業不多。

隨著現代分子生物學技術的快速發展和科學技術的進步，特別是后基因組時代的到來，人們已經能夠根據需要建立各種細胞模型，這為在體內研究基因表達、分子間相互作用、細胞增殖、細胞信號轉導、誘導分化、細胞凋亡和新生血管生成提供了良好的生物學條件。然而，盡管利用現有的分子生物學方法對基因表達與蛋白質的相互作用進行了深入細致的研究，但仍然無法實現對蛋白質和基因活性的實時動態監測。在細胞的生理過程中，基因尤其是蛋白質的表達、修飾和相互作用往往是可逆的、動態變化的。目前，分子生物學方法無法捕捉到蛋白質和基因的這些變化，但獲得這些信息對于研究基因表達與蛋白質的相互作用非常重要。因此，有必要發展一種動態、實時、連續監測蛋白質和基因活性的方法。

Ca2+是一種重要的第二信使，在調節細胞生理反應中起著重要作用。發展和利用雙光子熒光顯微成像技術觀測Ca2+熒光信號，可以從某些方面分析生物體或細胞的變化機制，具有重要意義。利用雙光子熒光顯微成像技術，我們可以觀察到細胞內熒光探針標記的Ca2*的時間和空間熒光圖像的變化，也可以觀察到一定水平或部分細胞內(Ca2+)的熒光圖像和變化。通過對單個細胞的研究發現，Ca2+的分布不僅在細胞的局部區域之間是不均勻的，而且在細胞內不同深度或層次的局部區域之間也存在不同程度的Ca2+梯度，稱為空間Ca2+梯度。目前中國顯微鏡中如多光子顯微鏡、共聚焦掃描和電子顯微鏡等。

與傳統的單光子寬視野熒光顯微鏡相比，多光子顯微鏡（MPM）具有光學切片和深層成像等功能，這兩個優勢極大地促進了研究者們對于完整大腦深處神經的了解與認識。2019年，JeromeLecoq等人從大腦深處的神經元成像、大量神經元成像、高速神經元成像這三個方面論述了相關的MPM技術[1]。想要將神經元活動與復雜行為聯系起來，通常需要對大腦皮質深層的神經元進行成像，這就要求MPM具有深層成像的能力。激發和發射光會被生物組織高度散射和吸收是限制MPM成像深度的主要因素，雖然可以通過增加激光強度來解決散射問題，但這會帶來其他問題，例如燒壞樣品、離焦和近表面熒光激發。增加MPM成像深度比較好的方法是用更長的波長作為激發光。雙光子共聚焦顯微鏡比單光子共聚焦顯微鏡具有更亮的橫向分辨率和縱向分辨率。bruker多光子顯微鏡成像深度

光子顯微成像技術不是什么新技術，早在20多年前就有了，目前已經在生命科學和材料科學中廣泛應用。美國飛秒激光多光子顯微鏡實驗操作

針對雙光子熒光顯微鏡的特點，從理論上分析雙光子成像特點，并搭建一套時間、空間分辨率高，能實時、動態、多參數測量的雙光子熒光顯微鏡系統。具體系統應實現∶（1）能對不同染料的雙光子熒光進行探測;（2）用特定染料對樣品標記以后，能實現雙光子熒光的三維成像;（3）通過實驗的研究，改進雙光子熒光顯微成像系統;（4）在保證成像質量的前提下，簡化整個系統，使得實驗操作方便、安全。單光子激發熒光的過程，就是熒光分子吸收一個光子，從基態躍遷到激發態，躍遷以后，能量較大的激發態分子，通過內轉換把部分能量轉移給周圍的分子，自己回到比較低電子激發態的比較低振動能級。處于比較低電子激發態的比較低振動能級像在生物醫學光學成像研究中顯示了較大的優勢。而在顯微成像中，雙光子熒光顯微鏡憑其獨有的優點，成為研究細胞結構和功能檢測的重要工具。美國飛秒激光多光子顯微鏡實驗操作