高温超导等关联量子体系的物性研究是凝聚态物理的核心领域之一，超导的形成往往与集体电荷密度波、自旋密度波、量子自旋液体、莫特物理物态密不可分，它们起源于复杂的相互作用，材料内存在长程序、量子涨落等，并与超导电性之间存在竞争、演化、共存等复杂关系。以往的理论和实验研究取得了重要的研究成果，但大多集中于对基态的研究，同样重要的激发态却很少被研究。
        本课题组主要利用飞秒激光泵浦-探测超快光谱学的技术手段，研究关联量子材料在超快时间尺度的演变过程。例如超快光谱可以直接探测电-声子耦合强度λ，这方面实验证据比较匮乏，有助于理解声子等是否为超导配对胶水，是否在高温超导机理中起到了重要作用；能够通过声子瓶颈效应来探测超导能隙锐减，获得超导能隙和超导转变温度等超导特性。

        关联材料中晶格、电荷、自旋、轨道等自由度相互耦合，形成复杂的量子基态，理清多自由度耦合对于研究物态形成机理至关重要。相比于平衡态的测量，超快非平衡动力学的研究，在不同的时间尺度上分离多体相互作用过程，为研究多自由度耦合和物态演变提供了独特的视角和优势。
        本课题组综合多种测量手段，例如超快光谱、超快二次谐波、超快电子衍射和超快X射线衍射等实验技术，直接测量泵浦光激发后不同自由度的演变时间尺度，研究其耦合过程与物态机理，为物态调控提供新的思路。

        超导和强关联体系中往往存在相互竞争、共存的物态，激光激发使得材料的势能面和最低能量路径发生改变，物态之间的竞争或共存的平衡关系会被打破，材料可能被激发到平衡条件下不存在的新奇物态，近年来，超快激光调控物态已经逐渐发展成新的凝聚态前沿领域之一。
        本课题组用空间自相位调制(Spatial Self-Phase Modulation, SSPM)方法，在多种材料中实现了激光诱导的电子和空穴相干性。团队成员曾利用飞秒激光调控两个竞争、互斥的电荷密度波，实现激光诱导出自然界所禁戒的电荷密度波态。