雙光子激光掃描顯微鏡結合鈣指示劑是活體神經元信號探測的金標準。神經網絡中的神經元分布在三維空間中，監測它們的活動動態需要一種能夠快速提高體積成像速率的方式。但是，使用光柵掃描多光子顯微鏡對大量圖像進行成像，如果采用高數值孔徑（NA）的物鏡來獲得較高的橫向分辨率時，會導致較小的聚焦深度，為了獲得小聚焦深度下的體積成像，
必須通過一些手段進行Z軸掃描，通過掃描每個焦平面來成像許多平面，這大大限制了成像速度。如果可以犧牲軸向圖像信息，通過擴展焦深在一次橫向掃描中實現體積掃描，也就是體積信息被投影到單個2D圖像中，就可以大大提高成像速度，這被稱為擴展焦深（EDF）成像，對于要求高時間分辨率的稀疏群體結構成像（例如神經元活動的功能成像）特別有用。
顯微鏡的軸向和橫向分辨率均由物鏡的數值孔徑（NA）決定。高NA可使軸向和橫向分辨率以及所收集的光量最大化；較低的NA將產生較低的軸向分辨率，即更長的焦深，但同時會犧牲橫向分辨率和光收集效率。接下來要介紹的擴展焦深的方法，能夠在保持高橫向分辨率和足夠通光量的同時實現擴展焦深。
使用空間光調制器產生焦點細長的貝塞爾光束可以實現EDF成像，但空間光調制器體積大，很難與狹窄的顯微鏡空間兼容；相比之下，基于軸棱錐的貝塞爾模塊便宜且緊湊，但它只能產生固定深度的焦點，不適合用于需要焦深連續變化的各種實驗。為了解決這個問題，2018年，RONGWEN LU等人展示了一種基于軸棱錐的貝塞爾模塊，只需要在該模塊中沿光軸平移一個透鏡，就可以連續調節貝塞爾焦點的軸向長度。
圖1（a）貝塞爾模塊裝置圖；（b）當D分別為－12mm，0mm和12mm時實驗測得點擴散函數；（c）橫向半高全寬、（d）軸向半高全寬、（e）峰值信號和（f）物鏡后光功率隨L2位移D的變化關系
形成長度可變的貝塞爾焦點的模塊裝置如圖1a所示，入射的高斯光束經過軸棱錐和透鏡L1之后被整形為環形光束，緊接著的環形光圈掩模可以阻擋由軸棱錐缺陷引起的雜散光，從而塑造雙光子激發點擴散函數的軸向分布。之后光束被透鏡L2和L3投射到振鏡上，再通過透鏡L4和L5到達物鏡的后焦面。
這些設計與傳統的基于軸棱錐的模塊類似，不同之處在于通過沿光軸移動L2或L3，可以連續調節貝塞爾焦點的軸向長度。圖1b顯示了D分別為－12mm，0mm和12mm時的軸向點擴散函數，其軸向半高全寬分別為39?m，24?m和14?m。如圖1c－f，從左至右移動透鏡L2可以連續改變橫向和軸向的半高全寬，也就是可以連續改變焦深，且基于矢量衍射理論的數值模擬結果與實驗數據非常吻合。圖2驗證了不同尺寸的環形掩模對軸棱錐缺陷的校正作用，發現較薄的環形掩模能夠更好地優化輸出貝塞爾光束的軸向強度分布，但同時也會導致更多的功率損耗。
圖2不同環形掩模得到輸出焦點的軸向強度分布。無掩模（紅色實線）；掩模1（藍色實線）；掩模2（黑色實線）；模擬結果（黑色虛線）
圖3 a，b：使用高斯光束的體成像結果；c－j：使用貝塞爾光束不同D值時的成像結果
該組分別使用高斯光束和貝塞爾光束對斑馬魚中腦和后腦的脊柱神經元進行成像（圖3），發現即使使用最短的貝賽爾焦點也能比使用高斯光束掃描更多的神經元，并且可以提供和二維高斯掃描方式相當的橫向分辨率。最后，該組對斑馬魚幼蟲脊髓投射神經元進行體積鈣成像（圖4），研究了參與逃避行為的斑馬魚的神經元動態過程，采用體積速率為50 Hz的貝塞爾光束監測這些神經元的活性，鑒定出其中的15個神經元，這些神經元表現出敲擊誘發的鈣瞬變。與高斯光束相比，使用貝塞爾光束時體積速率提高了26倍。
圖4斑馬魚幼蟲脊髓投射神經元體區域的50 Hz鈣成像
除了以上提到的使用空間光調制器和軸棱錐來獲得貝塞爾光束的方法外，早年最簡單的方式是使用環形狹縫和傅里葉變換透鏡，透鏡會對經過環縫的光場作傅里葉變化，在其后焦面處產生近似貝塞爾光束，但是使用一個簡單的環形孔擴展焦深會導致光的大量損失，只有一小部分可用的光會通過環面傳輸，會影響成像。