利用泵浦-探测技术，通过飞秒（超短）泵浦激光脉冲诱导材料的磁化强度矢量的幅度或方向发生改变，由延时探测激光脉冲检测磁化强度的瞬时变化，可以在飞秒到纳秒的不同时间尺度上探测磁化强度随时间的演化过程，研究磁有序材料的超快退磁和自旋的翻转、进动、弛豫等与自旋（或者磁矩）动力学过程相关的物理机制。根据探测方式的不同，常见的泵浦-探测技术有时间分辨磁光克尔（或法拉第）效应、时间分辨双光子发射、时间分辨二次谐波、时间分辨磁圆二色谱和时间与自旋分辨的光电子谱等。

1996年E.博勒佩尔^[注]等利用时间分辨磁光效应首次发现超快退磁现象，飞秒激光脉冲诱导镍薄膜的磁化强度在几百飞秒内迅速降低，从此开辟了超快自旋动力学研究的新方向。超短激光脉冲诱导自旋动力学过程一般分为三个阶段：①超快退磁过程。对于过渡磁性金属与合金，超快退磁时间一般发生在亚皮秒量级。②磁化强度恢复过程。磁恢复时间一般在10皮秒量级。③磁化强度绕有效磁场进动和弛豫过程。时间尺度达到从100皮秒到纳秒量级。其中磁化强度绕有效磁场的进动和弛豫过程能够给出与铁磁共振相同的信息，如进动频率和阻尼等。

超快退磁过程依赖于材料中电子自旋角动量耗散机制，除了光子与电子、声子、磁振子之间散射等局域机制外，超快退磁也与材料中电子自旋角动量耗散机制密切相关，自旋流的超扩散和输运等非局域机制也起着重要作用。

飞秒磁学研究内容涉及光与磁有序物质的相互作用，主要是光子与电荷、晶格和自旋之间在非平衡态下的量子多体相互作用和角动量转移等基本物理问题。同时利用超短激光脉冲将有望成为操纵和控制磁（自旋）有序度的一个全新的手段，在未来高速自旋电子器件、数据存储和操作以及量子计算中发挥作用。