非線性成像技術是一種行之有效的工具，其通過提供獨特的數據來幫助生物學家將特定的分子活動與細胞乃至整個生物體的功能和結構緊密聯系起來。目前有兩大主要發展趨勢影響著可調諧超快激光器的設計，以實現在衍射極限或近衍射極限情況下的非線性顯微成像：第一是需要更長的波長來實現更深度的成像和更少的光損傷；第二是使用更加靈活的系統來支持多模式成像。同時，系統靈活性不但能減少實驗的建立時間，而且還能令激光器的價值最大化。

　　更寬的調諧范圍和更長的激發波長

　　非線性成像能夠受益于超快激光光源更寬的調諧范圍，尤其是在長波長區域。更寬的調諧范圍能夠支持熒光體-染料、指示劑和熒光蛋白的樣品需求，這些樣品在尖端生物學領域的應用不斷增加。此外，對于二次諧波和三次諧波成像而言，更寬的調諧范圍能夠使這些成像技術工作在一個更加合適的波段，而這一波段正好能夠與其他實驗參數和限制相匹配。最為重要的是，擴展超快顯微鏡激光器的調諧范圍到更長波長，使得對更深層次組織的成像成為可能（見圖1）。

　　圖1：更長的波長實現更深層次的組織成像。圖中小鼠腦部毛細血管的MPE照片，是利用AlexaFluor568和相干公司的ChameleonVisionII激光器實現的雙光子激發成像。