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加州理工学院的研究人员研发了一种结合高解析度、高穿透深度以及高影像截取速度的显微术。此项技术满足了生物学家对活体非侵入式快速3D成像技术的需求。藉由结合双光子激发以及光片 (light-sheet)显微镜术，Fraser及其团队证实了此方法比单光子光片显微术有更高的穿透深度，也比双光子扫瞄显微术快上许多，并且不会危害到生物体。
这个方法结合了两种既有的显微技术。双光子雷射扫描显微术使用双光子激发萤光，并且有较高的穿透深度，但是影像撷取速率较为缓慢。新的方法与光片显微术较为相似，它是用一层很薄的可见光（光片）照射样品，受光的光学切面上产生单光子激发萤光，而激发后的萤光可用广域式照相机所侦测。虽然光片显微术的扫描速率快，但是它缺乏双光子雷射显微术的高穿透深度特性。上述的两个系统都能不太会对样品造成伤害。

此研究的概念性突破是了解了在片光源照射下仍能产生双光子激发。双光子扫描光片显微术是使用近红外线的雷射脉冲从样品两侧照射并扫瞄以产生光片，当部分样品吸收双光子时，就会发出可见光波段的萤光，并且由照相机摄影。有了萤光标记的帮助，系统的解析度可以低于个别细胞的尺寸，并且可以观测基因的行为。
藉由扫描来产生光片比利用圆柱透镜.有更多好处，它提供了更高的激发效率，降低了样品的破坏，并且减少了非观察范围萤光的入射，使得系统的纵向解析度比较好。
当观测果蝇幼虫时，研究团队发现他们可以在显微镜下观察到样品60μm深的影像。由于双光子扫描系统造成的光伤害是很低的，因此可以提高雷射激发功率以增加萤光强度，进而提高更快的影像撷取速度。当雷射激发功率为200mW，而每一扫瞄点的大小为0.635毕0.635毕1μm时，扫瞄包含400毕900毕200 个扫瞄点的体积只需要花0.1秒。此系统也可以高于影片录製速率(约每秒30张画面)进行扫瞄。他们示范了以每秒70张画片去拍摄果蝇幼虫心跳的影像。扫瞄速率主要受限于照相机的读取时间。此技术主要有两大缺点:其一为超快雷射的成本太高、其二为双光子激发很难应用在多彩成像。