近日，陆培祥教授领衔的“强场超快光学”创新研究群体在《Physical Review Letters》（PRL）上发表题为 Instantaneous optical selection rule for independent control of valley currents 研究成果。祝晓松教授为本工作的主要指导老师，华中科技大学为第一单位，论文第一作者为物理学院博士生赫婉竹，通讯作者为祝晓松、李亮、兰鹏飞、陆培祥教授。

二维六角晶格材料中的谷自由度是继电荷、自旋之后的第三种信息载体。在超快光信息处理中，实现K与K′谷电流的独立操控及其亚周期、拍赫兹级的超快调控，是谷电子学领域的关键挑战和前沿需求。本工作首次揭示瞬时光学谷选择定则（instantaneous OVSR），阐明激光场瞬时光学手性（IOC）与谷系统手性在亚光学周期尺度的直接耦合机制，构建了全新的亚周期时间分辨理论框架，彻底突破了依赖光场周期平均手性的谷选择定则的局限，为光与谷系统相互作用提供了更深刻的物理图像和更普适操控原理。

基于这一规则，研究团队提出并构建手性分离光场，在单个光学周期内将正负IOC自然分离为两个子周期瓣，从而对K与K′谷电流实现完全独立、同时操控。该工作进一步展示了两个关键应用：实现K与K′谷电流沿相互正交方向发射，获得100%纯度的谷极化电流，可将不同谷信息同时、空间完全分离至不同探测器；同时还能产生大小相等、方向相反的谷电流，形成净电荷流为零但谷伪自旋流非零的纯谷电流，且该电流对激光强度波动具有高度鲁棒性。该方案在gapped graphene中通过规范不变半导体Bloch方程得到严格验证，TDDFT模拟进一步证实其在MoS₂、h-BN等材料中的普适性。

图1. 手性分离激光场实现K与K′谷电流独立操控示意图。

这一成果不仅为亚周期尺度全光操控谷电子学提供了坚实的理论基础与实验方案，还为高速、低功耗谷逻辑器件与量子信息处理开辟了全新路径！对这一领域感兴趣的同学和研究者，欢迎加入华中科技大学阿秒超快光学实验室，共同探索更多光与物质相互作用的奥秘！