近日，北京大學物理學院量子材料科學中心王楠林教授課題組應《先進材料》（Advanced Materials）期刊邀請，以“量子材料超快光學特性研究進展”（Recent development of ultrafast optical characterizations for quantum materials）為題發表長篇綜述文章，系統介紹了超快光譜測量技術在量子材料中的應用，并對相關領域近年來部分重要進展進行了評述。

光譜是探測量子材料電荷動力學響應、單粒子激發與集體激發、電子與其他自由度耦合和相互作用的重要實驗手段。近年來，得益于超短脈沖激光技術的發展，基于泵浦-探測基礎上的各種超快時間分辨譜學測量得到快速發展和應用，推動和產生了許多新興的研究前沿。當前超快光譜不僅是探測和表征量子材料受泵浦光激發之后非平衡態和非線性響應的重要實驗技術，而且正在成為量子物態調控的嶄新手段。超短激光脈沖可以驅動材料發生非絕熱和超快時間尺度的物態相變，對發現新現象、新效應、新物理有重要意義。

該綜述文章首先簡要介紹了表征材料平衡態光學響應的光譜測量技術，包括傅里葉變換光譜和時域太赫茲光譜、強場太赫茲脈沖和中紅外脈沖的產生與采樣、非線性二次和高次諧波產生、以及偏振轉動測量等。隨后，梳理了弱“泵浦”光擾動和強“泵浦”光激發下量子材料出現的不同物理效應，并著重介紹了強“泵浦”光對一些受關注量子材料誘導的實驗現象和效應，如熔化長程有序、抑制競爭序、驅動晶格結構變化、誘導新量子物態以及多周期光場實現Floquet工程等。文章尤其是總結了基于強場太赫茲技術對超導體Higgs集體模式的探測和研究，系統梳理了近期廣受關注的超快激光在高溫超導體中誘導“瞬態超導”的實驗進展，評述了相關研究前沿存在的爭議和問題，指出現有實驗尚不足以指認實現激光誘導的瞬態高溫超導，并針對現有問題提出今后值得進一步開展的研究。

該綜述文章由王楠林教授課題組董濤副研究員、博士后張思捷和王楠林教授合作撰寫完成。該研究得到國家自然科學基金、國家重點研發計劃、量子物質科學協同創新中心、中國博士后基金項目的支持。

論文鏈接： https://doi.org/10.1002/adma.202110068

審核編輯 ：李倩