Спектроскопия одиночных фотонов - это метод детектирования флуоресцентных времен жизни в временном диапазоне от пикосекунд до микросекунд. Этот метод также называют времякоррелированным счетом одиночных фотонов. Обычно при этом образец вещества возбуждается ультрабыстрым лазером с частотой повторения импульсов порядка 100 кГц. Спектральное распределение излучения обычно покрывает ИК, видимый и УФ диапазоны. Особенно важно исследование красителей, которые флуоресцируют в голубой, зеленой и красной частях спектра, хотя в последнее время становится популярным исследование флуоресценции в диапазоне свыше 700 нм.

В качестве источника возбуждения часто используется титан-сапфировый лазер с синхронизацией мод и высокой частотой повторения импульсов. Информация о флуоресцентных временах жизни записывается обычно в виде логарифмической кривой, и для измерений с временным разрешением в области ближнего ИК, фемтосекундные и пикосекундные лазеры представляют собой отличный источник для возбуждения, даже несмотря на их высокую частоту повторения. Лазер Mira Optima 900 с накачкой твердотельным лазером Verdi может использоваться в подобных экспериментах как в пико-, так и в фемтосекундной версии. Для приложений требующих более низкой частоты, порядка 100 кГц вместо 76 МГц, фемтосекундный осциллятор Mira Optima 900-F может быть соединен с регенеративным усилителем RegA 9000-9050, что позволяет достичь энергий в импульсе в несколько микроджоулей при частоте повторения от 10 кГц до 300 кГц. В качестве альтернативы, выход из Mira Optima 900 может быть присоединен к акустооптическому модулятору Pulse Picker 9200, обеспечивающему выбор частот повторения от 9.5 кГц до 4.75 МГц. Спектральный диапазон перестройки системы Mira также может быть расширен путем использования генератора второй и третьей гармоник Harmonic Generator 9300.