半導(dǎo)體光限幅的優(yōu)點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，對(duì)應(yīng)紅外探測(cè)器的“窗口”，對(duì)紅外探測(cè)器的防護(hù)具有重要意義，特別適用于激光的防護(hù)。早在1969年，Ralston J w等人就研究了半導(dǎo)體材料的雙光子吸收光限幅特性。但半導(dǎo)體材料的損傷閾值較低，限制了器件的動(dòng)態(tài)范圍，為了提高器件的動(dòng)態(tài)范圍，1986年，Van Stryland E w等人研究了厚樣品的光限幅特性，擴(kuò)大了半導(dǎo)體材料的光限幅器的動(dòng)態(tài)范圍。1988年，Steier w H研究了半導(dǎo)體CdTe在紅外波段的功率限幅效應(yīng)。
    隨著有機(jī)分子設(shè)計(jì)與合成技術(shù)的發(fā)展，有機(jī)分子結(jié)構(gòu)的可裁剪性使人們可以根據(jù)光限幅的要求有目的地設(shè)計(jì)、合成出具有大雙光子吸收截面的有機(jī)材料。有機(jī)雙光子吸收材料也開始應(yīng)用于光限幅領(lǐng)域，能有效實(shí)現(xiàn)強(qiáng)激光防護(hù)。
    2）雙光子熒光顯微術(shù)
    雙光子熒光顯微鏡是結(jié)合了激光掃描共焦顯微鏡和雙光子激發(fā)技術(shù)的一種新技術(shù)。雙光子熒光顯微鏡有很多優(yōu)點(diǎn)：①長(zhǎng)波長(zhǎng)的光比短波長(zhǎng)的光受散射影響較小容易穿透標(biāo)本；②焦平面外的熒光分子不被激發(fā)，使較多的激發(fā)光可以到達(dá)焦平面，并可以穿透更深的標(biāo)本；③長(zhǎng)波長(zhǎng)的近紅外光比短波長(zhǎng)的光對(duì)細(xì)胞毒性��；④使用雙光子顯微鏡觀察標(biāo)本時(shí)，只有在焦平面上才有光漂白和光毒性等；⑤用可見區(qū)的光學(xué)元件，可獲得紫外光區(qū)的衍射極限分辨率，降低了光學(xué)元件在紫外光區(qū)的色散。所以雙光子顯微鏡比單光子顯微鏡更適合用來觀察厚標(biāo)本和活細(xì)胞及進(jìn)行定點(diǎn)光漂白實(shí)驗(yàn)。
    在雙光子熒光顯微鏡的基礎(chǔ)上，又出現(xiàn)了結(jié)合多光子熒光技術(shù)的多光子共多光子的吸收現(xiàn)象是只發(fā)生在聚焦焦點(diǎn)處，不需要共焦孔徑光闌濾光，從而大大提高成像亮度和信噪比。在傳統(tǒng)激光共焦顯微鏡中，光通過處的所有樣品都被激發(fā)，所以必須用孔徑光闌來選取焦點(diǎn)處樣品發(fā)出的熒光。孔徑光闌不僅遮擋了焦點(diǎn)以外樣品發(fā)出的熒光，而且也遮擋了焦點(diǎn)處散射和漫反射的熒光。在多光子激發(fā)中，焦點(diǎn)處發(fā)出的所有熒光，包括散射和漫反射的熒光都可以被收集并探測(cè)到。并且由于多光子實(shí)驗(yàn)所用的激發(fā)光的波長(zhǎng)較長(zhǎng)，激發(fā)光的散射損失很小，軸向分辨率更高，樣品的穿透能力更強(qiáng)。隨著更多新技術(shù)的采用，激光掃描共聚焦顯微鏡將會(huì)在越來越多的領(lǐng)域發(fā)揮重要的作用。
    2006年和2007年，英國(guó)和美國(guó)先后利用雙光子掃描激光顯微技術(shù)對(duì)啤酒酵母的單個(gè)細(xì)胞和細(xì)胞群的代謝過程進(jìn)行三維成像，從而對(duì)酵母的呼吸共振進(jìn)行研究［85，86］。2007年，日本利用多光子顯微技術(shù)和熒光分子傳感器對(duì)大腦進(jìn)行研究［87］，以期利用高空問時(shí)間分辨率的高速成像技術(shù)和超快的高選擇性分子傳感器，在生理環(huán)境中直接探測(cè)分子目標(biāo)，以便能直接證明大腦組織的主要生物化學(xué)路徑，發(fā)現(xiàn)大腦病理的關(guān)鍵步驟。