在强光场辐照下,凝聚态量子材料中各种粒子及准粒子（例如光子、电子、声子、等离激元等）相互耦合,能够产生高度非线性的电子和光学行为,并可能伴随着新的量子态的产生,具有重要的基础科学意义及广阔的应用前景。随着实验技术手段的不断发展,各类新奇的物理现象从凝聚态物质中不断涌现,深入理解其激发态动力学过程已经成为光学、材料科学领域的研究热点。本论文中,我们基于含时密度泛函理论,以三个研究课题为切入点,从第一性原理的角度系统地研究了凝聚态量子材料在强光场驱动下的一系列超快动力学过程,例如高次谐波产生、光电子发射及光致拓扑相变等。本论文的主要内容概述如下:1.我们研究了二维材料MoS2中高次谐波产生的规律以及电子动力学过程。首先,我们揭示了谐波产率对微观电子性质的依赖关系,即光滑平坦的能带色散及贝里曲率有助于谐波强度的增加,其机制在于带间及带内跃迁的协同促进作用。我们提出,可以利用基于应力条件下高次谐波谱的变化重构能带结构,例如带隙大小,色散关系等。其次,我们发现二维材料中的电子动力学过程可以通过改变双色光之间的相位差进行超快地调控,其非线性光电响应特征介于固体体相及气相之间,显示出独特的物理性质。这些发现对未来基于二维材料的光电子器件有一定的启发和帮助。2.我们探究了单壁碳纳米管（SWCNs）中光电子发射的微观图像。在实验中只在半导体型SWCNs中观察到极强光场下的高度非线性电子发射,而金属型SWCNs的表现却类似于普通金属纳米结构。我们利用第一性原理模拟发现,金属型和半导体型碳纳米管截然不同的场发射行为源于费米面附近独特的电子结构。在金属管中,高能量占据态的跃迁由于其线性的能带色散而被禁止,而这对于超高的非线性电流至关重要。除此之外,我们展示了动态的场发射图样,其对应实际场发射过程的早期阶段,由体系的原子和电子结构共同决定,有利于揭示强场电子隧穿的实空间图像。3.我们利用含时密度泛函分子动力学模拟揭示了在第二类外尔半金属WTe2中可以通过改变线偏振光的激光参数调控其相变过程。我们提出在外尔点附近的载流子激发不但要关注外尔点的手性还要仔细分析其附近的波函数原子轨道特征,两者都将导致载流子激发路径的不同选择性。其次,我们给出WTe2中光致拓扑相变对线偏振光极化方向和光子能量依赖的相图。该工作为深入理解外尔点的奇异性提供了理论依据。我们对凝聚态物质中多自由度的相互作用进行了探索,从动力学的角度细致地研究了不同类型材料体系对强激光的响应。这些工作将为未来超快光电器件的设计提供重要的理论指导。