Die moderne Spektroskopie ist eine sehr präzise und aussagekräftige Methode, die auf molekularer Ebene Antworten auf die vielfältigen Problemstellungen in naturwissenschaftlichen und technischen Bereichen geben kann. Entscheidend für die Anwendbarkeit von spektroskopischen Methoden ist die Absorption von elektromagnetischer Strahlung des zu untersuchenden Systems. Es wird zwischen statischen und zeitaufgelösten Methoden unterschieden. Bei der statischen Spektroskopie wird die Absorption von (meta-)stabilen Zuständen des Systems betrachtet.
In der zeitaufgelösten Spektroskopie (Pump-Probe-Experimente) kann die
Dynamik schneller und ultraschneller photoaktivierter Prozesse bis herab in den Femtosekundenbereich (fs) untersucht werden.
Eine Variante der Pump-Probe-Spektroskopie ist die Transiente Absorption.
In dieser Art von Experimenten wird das photoaktive System durch einen
Pump-/Anregungspuls in höherliegende elektronische Zustande angeregt. Dieser Puls gibt auch meist den Startzeitpunkt des zu beobachtenden Prozesses vor. Dem Pumppuls folgt nach einer voreingestellten und variablen Verzögerungszeit der Probe-/Abtastpuls, der den Zustand (transiente Absorption) des Systems in seiner zeitlichen Entwicklung abfragt. Pump- und Probepuls müssen dabei bestimmten Anforderungen (Wellenlänge, Energie) entsprechen. Die Wellenlänge des Pumppulses muss in einer Absorptionsbande des Ausgangszustandes liegen,
damit eine primäre photophysikalische Reaktion wie ein elektronischer Übergang ausgelöst werden kann. Der Probepuls muss in einem aussagekräftigen Wellenlängenbereich des betrachteten Prozesses liegen. Da die benötigten Wellenlängenbereiche nicht vorab bekannt sind, ist es notwendig spektral durchstimmbare Pulsquellen zu verwenden, was durch die Anwendung nichtlinearer-optischer Prozesse geschieht.
Ein Charakteristikum der Femtosekunden-zeitaufgelösten-Pump-Probe-Spektroskopie liegt darin, dass die zeitliche Auflösung nicht durch den Detektor, sondern durch die verwendeten Pulsdauern begrenzt ist. Die erforderliche Zeitauflösung (Pulsdauer) orientiert sich an der Zeitskala der zu untersuchenden Prozesse.

Ziel dieses Versuchs ist es, in die Methodik der Ultrakurzzeitspektroskopie
einzuführen und einfache Experimente durchzuführen. Vermittelt werden dabei Grundlagen der nichtlinearen Optik, Molekülphysik, Laserspektroskopie und ultrakurzer Pulse.