光片显微成像是一种先进的三维显微成像技术，能够对大体积样本进行快速、深层次层析扫描、3D动态成像，满足科研人员对整体组织的生物学状态的研究的需求。光片显微成像技术解决传统的共聚焦、双光子成像技术只能对局部组织进行观察的缺陷，同时也避免连续切片法导致样品扭曲变形

在癌症检测中，上皮组织发出的双光子激发荧光（TPEF）信号可以用于识别上皮细胞的形态功能变化。二倍频（SHG）信号主要显示细胞外的胶原蛋白结构，而三倍频（THG）可以清楚地显示癌症过程中细胞核的大小和形态，这些非线性光学显微镜的不同模态图像能为病理诊断提供重要的信息

相干反斯托克斯拉曼散射(CARS)显微成像，允许无标记、非破坏分子成像，避免了标记对分子性质的影响，是细胞生物学中的重要研究工具。如图1所示，CARS成像需要泵浦光和斯托克斯光，两束光在空间和时间上重合，当二者之间的频率差与分子振动频率一致时，产生反斯托克斯光信号

在标准的双光子显微镜中，很难区分不同类型的细胞或结构。为了解决这个问题，目前是使用在光谱上可以区分的荧光染料标记要跟踪的结构，通过双光子荧光成像来区分细胞和结构。然而，这些有效的荧光团通常具有广泛分离

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