手持式皮膚生物細胞顯微成像系統是一款移動式微型化雙光子顯微成像系統，經設計用于皮膚生物細胞顯微成像。雙光子顯微成像系統是結合了激光掃描共聚焦顯微鏡和雙光子激發技術的一種新技術。

　　雙光子激發的基本原理是：在高光子密度的情況下，熒光分子可以同時吸收2個長波長的光子，在經過一個很短的所謂激發態壽命的時間后，發射出一個波長較短的光子；其效果和使用一個波長為長波長一半的光子去激發熒光分子是相同的。雙光子激發需要很高的光子密度，為了不損傷細胞，雙光子顯微鏡使用高能量鎖模脈沖激光器。這種激光器發出的激光具有很高的峰值能量和很低的平均能量，其脈沖寬度只有百飛秒左右(1飛秒=10-15秒),而其頻率可以達到80兆赫茲。在使用高數值孔徑的物鏡將脈沖激光的光子聚焦時，物鏡的焦點處的光子密度是最高的，雙光子激發只發生在物鏡的焦點上，而單光子在沿途經過的各個層面都會被激發，所以雙光子顯微鏡不需要共聚焦針孔，提高了熒光檢測效率。

　　基于雙光子顯微成像原理，本產品根據預期用途實現了對體表上皮細胞及組織的自發熒光成像和二次諧波成像。

　　雙光子自發熒光(2PEF)指基態熒光分子或原子吸收兩個光子激發至激發態，然后恢復到基態并發出熒光的過程。熒光分子在吸收第一個光子后，將躍遷至一個虛態，需要第二個光子在幾飛秒內與處于虛態的熒光分子作用，熒光分子才能從虛態躍遷到激發態。自發熒光物質是指生物細胞與組織內固有的熒光物質。當被合適波長的光激發時，一些細胞和組織的內容物能夠發出穩定的熒光信號，它們也因此被稱為內源熒光團。

二次諧波成像(SHG)是一種非線性的光學過程，在此過程中，兩個相同頻率光子與非對稱介質發生相互作用，將其從基態激發至虛態。在從虛態恢復到基態的過程中，釋放頻率增倍、波長減半的光子。由于其可將物質自發激發至虛態的特性，二次諧波成像不需要熒光標記，因此不會受到光漂白或光毒性的影響。