ידע על שני-מיקרוסקופ פלואורסצנטי פוטון
העיקרון הבסיסי של עירור שני-פוטונים הוא שבצפיפות פוטונים גבוהה, מולקולות פלואורסצנטיות יכולות לספוג בו זמנית שני פוטונים באורך גל ארוך ולפלוט פוטון באורך גל קצר יותר לאחר תקופה קצרה של מה-שנקרא זמן חיים של מצב מעורר; ההשפעה זהה לשימוש בפוטון עם מחצית מאורך הגל מאורך הגל הארוך כדי לעורר מולקולות ניאון. עירור שני פוטונים דורש צפיפות פוטונים גבוהה, וכדי להימנע מפגיעה בתאים, מיקרוסקופיה של שני-פוטונים משתמשת בלייזרי דופק נעולים-במצב אנרגיה גבוה-. ללייזר שפולט לייזר זה אנרגיית שיא גבוהה ואנרגיה ממוצעת נמוכה, עם רוחב פולס של 100 פמט שניות בלבד ותדר של עד 80 עד 100 מגה-הרץ. בעת שימוש בעדשת אובייקטיבית עם צמצם מספרי גבוה כדי למקד את הפוטונים של לייזר פועם, צפיפות הפוטונים בנקודת המוקד של עדשת האובייקט היא הגבוהה ביותר, ועירור שני{11}}פוטונים מתרחש רק בנקודת המוקד של עדשת האובייקט. לכן, מיקרוסקופ שני הפוטונים- אינו דורש חריר קונפוקאלי, מה שמשפר את היעילות של זיהוי הקרינה.
בתופעות פלואורסצנטי כלליות, עקב צפיפות הפוטונים הנמוכה של אור העירור, מולקולת ניאון יכולה לספוג רק פוטון אחד בכל פעם ואז לפלוט פוטון פלואורסצנטי אחר באמצעות מעבר קרינתי, הידוע בשם פלואורסצנטי פוטון בודד. עבור תהליכי עירור פלואורסצנטי באמצעות לייזרים כמקורות אור, עשויות להתרחש תופעות פלואורסצנטיות של שני-פוטונים או אפילו רב-פוטונים. במקרה זה, מקור אור העירור בו נעשה שימוש הוא בעל עוצמה גבוהה וצפיפות פוטון העונים על הדרישה למולקולות ניאון לקלוט שני פוטונים בו זמנית. בתהליך של שימוש בלייזר כללי כמקור אור עירור, צפיפות הפוטונים עדיין אינה מספיקה כדי לייצר שתי תופעת קליטת פוטון.- בדרך כלל, נעשה שימוש בלייזרי דופק של פמט שנייה, עם הספק מיידי שמגיע לרמת מגה וואט. לכן, אורך הגל של הקרינה של שני-פוטונים קצר מזה של אור עירור, שווה ערך להשפעה שנוצרת על ידי עירור של חצי אורך גל עירור.
