随着信息科学领域的飞速发展,自旋作为电子的內禀属性之一有望突破电荷在电子器件中受到的诸多限制。据此,以研究利用电子自旋作为信息载体,通过调控和操纵自旋,实现数据存储、逻辑运算、量子计算等各种应用功能的学科自旋电子学应运而生。研究过程中磁性材料作为自旋信息存储介质不断地被提出更高的性能要求。受到信息存储高速低耗的驱动,为了实现对磁矩运动的更快速的操控,研究磁性材料中磁矩在超快尺度上的运动规律,备受自旋电子学领域研究者的关注。超快脉冲激光能够激发磁性材料迅速达到非平衡状态即发生超快退磁现象并产生和之后的磁化恢复和磁矩进动等现象。而我们目前对磁性材料超快时间尺度的自旋行为的物理内涵并不能系统深入的理解。因此,为了完成理论的研究和实现其作为存储材料的实际应用,我们开展了具体实验来研究超快脉冲激光激发磁性材料的自旋动力学过程。此外,二维范德华（Two-dimensional van der Waals,2D vdW）磁性材料由于其中量子限制原子尺寸产生许多新奇的量子现象得以在实验上观察,因而广泛受到研究者的关注。在理解体系中电子的行为以及提高磁性材料应用价值的过程中,使用超快光学技术对体系的光学、磁学以及静电调控等各种相关物理特性的研究具有重要意义。本论文的主要内容为:（1）基于泵浦-探测磁光技术建立了低温高灵敏度的时间分辨法拉第旋转（Time-resolved Faraday rotation,TRFR）探测系统。该平台通过飞秒脉冲激光实现了亚皮秒量级的时间分辨率,聚焦光斑可达到约为2μm的空间分辨率,以及可以任意改变样品表面与磁场的角度。还利用该平台在室温下对具有垂直各向异性的CoFeB/MgO铁磁薄膜进行了超快自旋动力学测量验证了系统的可靠性和时空分辨能力。（2）使用搭建的时间分辨双色泵浦-探测法拉第旋转探测平台,系统测量了CoFeB/MgO铁磁薄膜结构中激光激发的自旋动力学过程,观察到了超快退磁及自旋进动的信号,并研究了不同泵浦能量密度、外加磁场强度和角度对自旋进动行为和吉尔伯特阻尼的影响。实验结果磁化进动频率与进动反转寿命与基于朗道-利弗席兹-吉尔伯特（Landau-Lifshitz-Gilbert,LLG）方程的理论计算结果基本吻合。此外还对样品退磁信号的空间分布进行了扫描,观察到了磁畴的动力学变化。（3）此外还研究了薄层Cr₂Ge₂Te₆作为特征2D vdW磁性材料的静态磁性及其超快自旋动力学过程。