Die photothermische Strahlablenkung ist eine spektroskopische Untersuchungsmethode die es ermöglicht Materialien zerstörungs- und berührungsfrei charakterisieren zu können. Sie beruht auf der periodischen thermischen Anregung des Probenmaterials durch einen gepulsten Laser und der resultierenden Ausbreitung der thermischen Welle in der Probe. In der Luft über der Probe bildet sich parallel dazu ebenfalls eine thermische Linse aus, auch bekannt als der sogenannte „Mirage-Effekt“, analog zu dem Phänomen der Fata Morgana.

Ein zweiter Laser parallel zur Probenoberfläche (Detektionslaser) wird durch die Temperaturänderung in der Luft abgelenkt und der entsprechende Winkel steht in Abhängigkeit der thermischen Eigenschaften des Probenmaterials (siehe Abbildung)

Die Messmethode bietet die Möglichkeit ortsaufgelöst einen ausgewählten Probenbereich abzuscannen und damit eine quantitative und qualitative Analyse durchzuführen. Durch Modulation der Anregungsart und –frequenz können Eindringtiefen auf 1 μm genau erreicht werden wodurch man ein Tiefenprofil der Probe erhält.