半導體光限幅的優(yōu)點在于結構簡單，對應紅外探測器的“窗口”，對紅外探測器的防護具有重要意義，特別適用于激光的防護。早在1969年，Ralston J w等人就研究了半導體材料的雙光子吸收光限幅特性。但半導體材料的損傷閾值較低，限制了器件的動態(tài)范圍，為了提高器件的動態(tài)范圍，1986年，Van Stryland E w等人研究了厚樣品的光限幅特性，擴大了半導體材料的光限幅器的動態(tài)范圍。1988年，Steier w H研究了半導體CdTe在紅外波段的功率限幅效應。
    隨著有機分子設計與合成技術的發(fā)展，有機分子結構的可裁剪性使人們可以根據(jù)光限幅的要求有目的地設計、合成出具有大雙光子吸收截面的有機材料。有機雙光子吸收材料也開始應用于光限幅領域，能有效實現(xiàn)強激光防護。
    2）雙光子熒光顯微術
    雙光子熒光顯微鏡是結合了激光掃描共焦顯微鏡和雙光子激發(fā)技術的一種新技術。雙光子熒光顯微鏡有很多優(yōu)點：①長波長的光比短波長的光受散射影響較小容易穿透標本；②焦平面外的熒光分子不被激發(fā)，使較多的激發(fā)光可以到達焦平面，并可以穿透更深的標本；③長波長的近紅外光比短波長的光對細胞毒性��；④使用雙光子顯微鏡觀察標本時，只有在焦平面上才有光漂白和光毒性等；⑤用可見區(qū)的光學元件，可獲得紫外光區(qū)的衍射極限分辨率，降低了光學元件在紫外光區(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本和活細胞及進行定點光漂白實驗。
    在雙光子熒光顯微鏡的基礎上，又出現(xiàn)了結合多光子熒光技術的多光子共多光子的吸收現(xiàn)象是只發(fā)生在聚焦焦點處，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處樣品發(fā)出的熒光�？讖焦怅@不僅遮擋了焦點以外樣品發(fā)出的熒光，而且也遮擋了焦點處散射和漫反射的熒光。在多光子激發(fā)中，焦點處發(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到。并且由于多光子實驗所用的激發(fā)光的波長較長，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。隨著更多新技術的采用，激光掃描共聚焦顯微鏡將會在越來越多的領域發(fā)揮重要的作用。
    2006年和2007年，英國和美國先后利用雙光子掃描激光顯微技術對啤酒酵母的單個細胞和細胞群的代謝過程進行三維成像，從而對酵母的呼吸共振進行研究［85，86］。2007年，日本利用多光子顯微技術和熒光分子傳感器對大腦進行研究［87］，以期利用高空問時間分辨率的高速成像技術和超快的高選擇性分子傳感器，在生理環(huán)境中直接探測分子目標，以便能直接證明大腦組織的主要生物化學路徑，發(fā)現(xiàn)大腦病理的關鍵步驟。