红外飞秒脉冲的量子折叠：登克与韦伯的双光子显微镜

在经典光学中，一个荧光分子吸收一个高能光子后跃迁发光；但在1931年，诺奖物理学家玛丽亚·格佩特-梅耶从理论上预言：在极端密集的光子洪流中，分子能在百亿亿分之一秒（阿秒级）内同时吞下两个长波低能红外光子，合并能量完成跃迁。

这一物理学假想尘封了近六十年，直到1990年康奈尔大学的温弗里德·登克（Winfried Denk）、斯特里克勒与瓦特·韦伯（Watt W. Webb）将其化为现实。他们引入了彼时刚诞生的锁模钛宝石飞秒脉冲激光器。由于双光子激发概率与光子强度的平方成正比，在物镜聚焦锥体的大部分区域光强不足，唯有在焦点不足一个飞升（$10^{-15}$升）的极小体积内，光子流密度跨过阈值引爆非线性发光。

这带来两个神级优势：第一，焦点外完全没有多余荧光激发，焦外光漂白为零，甚至连共聚焦显微镜必备的出射针孔都省掉了；第二，长波红外光在生物组织中的瑞利散射远低于紫外和蓝光。神经生物学家终于能将红外光束打进活着的小鼠大脑皮层近一毫米深处，实时偷窥单个突触树突棘在思维运转时的动态生长。