본 발명은 3파 혼합 시간분해 결맞음 반스톡스 라만 현미경 시스템이 개시된다. 펨토초(femto second, fs) 펄스파를 가지는 펌프광 및 스톡스광을 출사하는 광원부, 출사된 펌프광을 분할하여 제1 펌프광 및 제2 펌프광을 생성하는 제1 빔스플리터(beam splitter, BS), 생성된 제1 펌프광의 거리를 조절하는 제1 전이부(translation stage, TS), 생성된 제2 펌프광의 거리를 조절하는 제2 전이부, 조절된 제1 펌프광 및 제2 펌프광을 결합하여 제3 펌프광을 생성하는 제2 빔스플리터, 생성된 제3 펌프광 및 스톡스광을 공간적으로 평행을 유지시키는 이색미러(dichroic mirror, DM) 및 평행된 제3 펌프광 및 스톡스광을 입사받아 시편의 실시간 이미징을 하는 공초점 현미경을 포함한다.