双色光纤记录系统在单色（GFP）系统基础上增加了红色荧光通道，可以通过同一根光纤同时记录钙信号的绿色荧光和参考通道的红色荧光。当参考通道采用mCherry等红色荧光蛋白做为标记物时，该通道的信号可以做为对照数据排除运动噪音（包括光纤滑环的转动噪音），验证钙信号通道的数据有效性。参考通道的标记物亦可以换成红色钙敏感荧光探针，则利用这套系统可以同时对相关脑区的两种类型神经元在某一行为范式中的活动情况进行同步记录，用以反映同一行为范式中不同类型神经元的编码特征。检测新型可遗传编码的乙酰胆碱和多巴胺等探针的荧光变化，即可实时监测乙酰胆碱、多巴胺等浓度的动态变化情况。