飛秒脈沖和皮秒脈沖的線性吸收所產(chǎn)生的影響往往被忽視，因?yàn)槊}沖的峰值功率非常高，以至于貫穿多光子過程的非線性吸收相對(duì)于線性吸收來講占據(jù)了主導(dǎo)地位。如果上述情況的脈沖持續(xù)時(shí)間和能量密度的邊界條件都得以滿足，那么這種說法往往會(huì)產(chǎn)生誤導(dǎo)。
 
　　為了直觀地說明這一點(diǎn)，圖1給出了硅對(duì)能量密度為1J/cm2的脈沖的吸收曲線。 對(duì)于持續(xù)時(shí)間為6ps甚至是更寬的脈沖，線性吸收都絕對(duì)超過非線性吸收占據(jù)了主導(dǎo)地位。即使脈沖持續(xù)時(shí)間為500　fs，這種狀況也不會(huì)改變：非線性吸仍然非常低，以至于無法達(dá)到想要的1µm級(jí)的光穿透深度。

　　對(duì)于脈沖持續(xù)時(shí)間為6ps的脈沖，線性吸收超過了非線性吸收占據(jù)主導(dǎo)地位。即使持續(xù)時(shí)間為500fs的脈沖，其非線性吸收也非常，以至于無法達(dá)到想要的1µm級(jí)的光學(xué)穿透深度。

　　選擇一個(gè)紫外波長(zhǎng)，使理論上的最佳性能與實(shí)踐中的（如用于硅片切割）相同。出于某種目的，在加工硅片中，使用綠光波長(zhǎng)可能就足以滿足要求。

　　具有適當(dāng)能量密度與波長(zhǎng)的飛秒脈沖及皮秒脈沖，適合用于那些要求熱影響非常小的材料加工應(yīng)用。此外，對(duì)于皮秒脈沖的持續(xù)時(shí)間而言，產(chǎn)生這些脈沖的技術(shù)方法可以大大簡(jiǎn)化。無需啁啾脈沖放大（CPA）的直接二極管泵浦和放大（功率調(diào)整），對(duì)于超短脈沖技術(shù)在工業(yè)市場(chǎng)的成功，是非常必需的。事實(shí)上，對(duì)于工業(yè)微加工領(lǐng)域一種具有成本效益的應(yīng)用而言，必須將平均輸出功率增加到50W甚至更高。

　　光纖與碟片的結(jié)合

　　20世紀(jì)70年代棒狀激光器（開始是燈泵浦后來是二極管泵浦）問世。在超越高平均功率對(duì)光束質(zhì)量限制的同時(shí)，棒狀激光器、二極管泵浦碟片激光器技術(shù)均在20世紀(jì)90年代獲得了長(zhǎng)足發(fā)展，使其成為了工業(yè)領(lǐng)域千瓦級(jí)連續(xù)應(yīng)用最可靠的技術(shù)選擇。

　　光纖激光器技術(shù)和碟片激光器技術(shù)比傳統(tǒng)的棒狀激光器技術(shù)更為優(yōu)越，因?yàn)樗鼈儾捎昧吮燃す饧せ铙w更大的散熱面，使TEM00連續(xù)運(yùn)作的功率水平能達(dá)到500W甚至更高。在同等的亮度下，細(xì)小的光纖芯徑使得光纖激光器內(nèi)的激光強(qiáng)度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于碟片激光器。

　　然而，當(dāng)放大皮秒脈沖和飛秒脈沖時(shí)，高光強(qiáng)會(huì)導(dǎo)致非線性效應(yīng)，如自相位調(diào)制或拉曼散射，這需要在超快光纖放大器中增加復(fù)雜的啁啾脈沖放大，或?qū)⒖色@得的最大脈沖能量限制在6μJ甚至更低。用碟片激光器技術(shù)作為皮秒脈沖的放大器，能夠?qū)崿F(xiàn)高峰值功率（高達(dá)100MW）和低光強(qiáng)，并且不會(huì)產(chǎn)生非線性效應(yīng)。

　　為了實(shí)現(xiàn)具有高脈沖能量（高達(dá)250μJ）和高平均功率（高達(dá)100W）的皮秒激光器，需要使用具有以下獨(dú)特配置的主振功率放大器：一個(gè)基于電信組件的被動(dòng)鎖模光纖激光器，作為一個(gè)單片集成的、具有成本效益的、可靠的光源，用于低功率和低脈沖能量皮秒脈沖的產(chǎn)生。

　　利用碟片激光器將光纖激光器的輸出功率放大5個(gè)數(shù)量級(jí)，達(dá)到紅外功率超過100W，綠光功率達(dá)到60W，脈沖頻率范圍200~800kHz，無需使用復(fù)雜的啁啾脈沖放大器。即使在這些功率水平，也能實(shí)現(xiàn)M2<1.3的卓越光束質(zhì)量。此外，對(duì)于激光器的每個(gè)可選的參數(shù)組合，其輸出光束質(zhì)量均能保持上述水平。

到達(dá)工件的功率

　　利用超快激光實(shí)現(xiàn)精細(xì)加工，最主要的任務(wù)是操縱激光束，并將激光功率轉(zhuǎn)換成最大的生產(chǎn)效率和質(zhì)量。整個(gè)加工過程需要充分考慮工件的幾何特征以及加工精度等要求，構(gòu)建最終的加工系統(tǒng)。該系統(tǒng)將需要一套的光學(xué)元件，如掃描儀、F-Theta透鏡、聚焦元件、波片、穿孔光學(xué)元件，以及許多其他元件。

　　整個(gè)加工過程還需要考慮線性或旋轉(zhuǎn)加工。無論是最先進(jìn)的線性加工，還是掃描儀，都沒有動(dòng)態(tài)應(yīng)用超過1MHz的脈沖頻率，盡管激光技術(shù)可能為這方面的發(fā)展做好了準(zhǔn)備。

　　噴油嘴鉆孔

　　生產(chǎn)節(jié)油、低排放的發(fā)動(dòng)機(jī)，是汽車行業(yè)面臨的一個(gè)重大挑戰(zhàn)，解決這個(gè)問題的關(guān)鍵是實(shí)現(xiàn)更加清潔的燃料燃燒，這個(gè)問題可以通過優(yōu)化燃油噴嘴來實(shí)現(xiàn)。

　　用高功率皮秒激光器鉆孔噴油嘴，產(chǎn)生了非常尖銳的邊緣，孔內(nèi)沒有毛刺或熔化，表面非常光滑，從而能實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化的燃料噴霧。此外，噴油嘴的錐度可以從正值、零值到負(fù)值，為優(yōu)化噴射過程提供了一定的自由度。50W的平均功率與高達(dá)250μJ的脈沖能量相結(jié)合，能夠?qū)崿F(xiàn)高速、高質(zhì)量的鉆孔