時域功能性近紅外光譜

時域功能性近紅外光譜以皮秒級光脈衝照射組織，並量測穿透光子的抵達時間分布（時間點擴散函數）。由於行經較深的光子平均較晚抵達，該分布的形狀即編碼深度：晚閘光子偏向來自皮質，使時域系統能將腦訊號自頭皮訊號分離，並估計含氧與去氧血紅素的絕對濃度，而非僅相對變化。

此深度辨別與絕對定量正是連續波功能性近紅外光譜所欠缺者，代價則是昂貴的脈衝雷射與高速單光子偵測器。頻域功能性近紅外光譜則以調變光強並量測振幅與相位取得相關資訊。兩者仍較顱內光學方法緩慢且解析度較低，但推動非侵入式光學記錄邁向定量、具深度解析的應用。