組織中的光散射

光學介面最主要的物理障礙。腦組織具混濁性，故光子在約五十至二百微米的散射平均自由程內即被散射——主要朝前向——使聚焦光點隨深度散化為瀰漫光暈。散射（甚於吸收）決定光學讀寫的實用深度極限：單光子與標準雙光子方法約僅數百微米。

此一事實左右了本領域多數工程。它正是深部或全腦光學途徑須採用散射較弱的較長紅／紅外波長、三光子激發、植入式中繼光學元件（梯度折射率透鏡、光纖、柄上微 LED）或主動波前校正的原因。散射亦模糊刺激的空間專一性——離焦光仍會激發視蛋白——並在螢光返程時將其稀釋，因此同時劣化寫入精度與讀取信噪比。