飞秒激光器的发明极大地促进了物理、化学、生物等学科的发展。其超快、超强的特性，使得许多教科书上的公式已经不能描述飞秒激光脉冲与物质相互作用的过程。从而发展了众多的新理论，在此基础上发展了许多的新应用。我们在飞秒激光与晶体材料相互作用的主要工作有两方面：一是飞秒激光改性材料的制备、形成机理及其应用的研究；二是铁电晶体中飞秒脉冲激发太赫兹声子极化激元的研究。对于第一方面的研究，我们发展出了三维双温德鲁得模型，可以解释飞秒激光与硅材料相互作用的一些基本规律。制备了良好的过饱和掺杂硅材料，并用于太阳能电池、光电探测器、SERS基底等实用器件的研究。有些器件的指标已经居于世界领先的地位，尤其是黑硅光电探测器的性能，更是十分优异。对于第二方面的研究，我们利用飞秒激光脉冲，可以在铌酸锂等铁电晶体中激发出太赫兹频段的声子极化激元(光子和声子的耦合态)。我们搭建了一套世界领先的成像系统，其空间分辨率是波长的几十分之一，时间分辨率是脉冲宽度的十分之一，突破了声子极化激元成像的时空极限。基于这套成像系统做出了一系列的代表性工作，例如从实验上展示了光波传输过程中的电场振荡，光的衍射、干涉过程等。对基本的光物理、凝聚态物理的瞬态过程，从实验方面进行了验证，并针对微纳光子学开发相应的光子学器件。