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[[File:双光子激发显微镜.jpeg|有框|右|<big>双光子激发显微镜</big>[http://www.ibp.cas.cn/kxyjpt/sgzxwj/200903/W020090320463607234619.jpg 原图链接][http://www.ibp.cas.cn/kxyjpt/sgzxwj/ 来自 中国科学院生物物理研究所 的图片]]]

'''双光子激发显微镜'''（英语：Two-photon excitation microscopy）是一种荧光成像[[技术]]，可以对活体组织进行深度约1毫米的成像。它不同于传统的荧光显微镜，其中激发波长短于发射波长，因为两个激发光子的波长长于所得发射光的波长。 双光子激发显微术通常使用近红外激发光，其也可以激发荧光染料。然而，对于每次激发，两个光子的红外光被吸收。使用[[红外线]]可最大限度地减少组织中的散射。由于多光子吸收，背景信号被强烈抑制。这两种效果都会导致这些[[显微镜]]的穿透深度增加。 由于其更深的组织穿透，有效的光检测和减少的光漂白，双光子激发可以是共聚焦显微镜的优越替代品。

借助于强聚焦激光束，产生非线性[[光学]]效应，其基于同时到达一个分子中的若干光子（光粒子）的相互作用。 因此，所产生的信号的强度不会随着照射[[光子]]的数量而线性增加，而是与平方率（对于双光子效应）或立方率（对于三光子效应）一致。

多光子显微镜的操作类似于[[激光扫描共聚焦显微镜|共聚焦激光扫描显微镜]]<ref>[https://www.sohu.com/a/403805446_680608 【科研方法】激光扫描共聚焦显微镜技术使用指南]，搜狐，2020-06-24 </ref>的操作。 然而，虽然共聚焦激光扫描显微具有50-80 μm的穿透深度，取决于制剂，可以与多光子显微镜一起使用更深的区域，例如，200 μm，在非常有利的情况下甚至可达到1000 μm（= 1 mm）。 活体组织的这一图像可能是用其它方法无法成像。