对物质基本量子自由度的超快激光控制代表了在定义我们现在这个时代的半导体电子学之外建立未来信息技术时需要满足的突出基础挑战。在这方面最有前途的两个量子自由度是电子的自旋和“谷指数”，后者是与准粒子动量相关的二维材料的新兴自由度。自旋电子学和谷电子学在数据处理速度和能效方面都比传统电子学具有许多潜在优势。然而，虽然自旋激发会遭受自旋轨道引起的自旋进动引起的动力学特性损失，谷波函数代表一个“数据位”，其稳定性仅受到区间散射的威胁，这是一个可控的样本质量特征。因此，Valleytronics 为超越经典电子产品提供了一个潜在的强大平台。
除了编码数据位的量子激发之外，任何未来谷电子学或自旋电子学技术的核心都在于谷电流和自旋电流的控制和创建。然而，虽然持续关注在超快时间尺度上定制光形式以选择性激发谷准粒子的任务，谷电流和自旋电流的精确产生和控制——对任何未来的谷电子技术都至关重要——仍然超出了这个领域超快光控制。在最近发表在《科学进展》杂志上的一项研究中，来自柏林马克斯伯恩研究所的一组研究人员展示了结合两种偏振类型的混合激光脉冲如何能够完全控制超快激光感应电流。
通过圆偏振光控制电荷状态现已确立，著名的过渡金属二硫化物“自旋谷锁定”起源于对圆偏振光的谷选择性响应。这可以被视为由涉及包含间隙边缘状态的 d 轨道的磁量子数的选择规则引起的。虽然圆偏振光激发谷电荷，对于山谷中的每个准动量，都会出现这种情况。
通过圆偏振光控制电荷状态现已确立，著名的过渡金属二硫化物“自旋谷锁定”起源于对圆偏振光的谷选择性响应。这可以被视为由涉及包含间隙边缘状态的 d 轨道的磁量子数的选择规则引起的。虽然圆偏振光激发谷电荷，谷中被激发的每个准动量中，相应的 – k谷也被激发：布洛赫速度因此抵消并且没有净谷电流。
因此，完全控制光感应谷电流、它们的大小和方向需要超越圆偏振光的自旋谷锁定范例。因此，确实会导致净谷和自旋电流的谷激发态的产生必须涉及打破局部k谷，-k谷退化。由于激光矢量势直接耦合到晶体准动量，k -> k – A (t)/c，最有效的方法是通过线性偏振单周期脉冲，其持续时间与圆极化脉冲：这样的脉冲显然会在 1 THz 到 50 THz 的“太赫兹窗口”内。蜂巢光会产生大量剩余电流（即在激光脉冲后持续存在）。这是由于激发准动量的布洛赫速度未取消，因为激发电荷的分布现在正通过太赫兹脉冲的极化矢量从高对称性 K 点偏移，
