超短脈沖激光器技術(shù)的工業(yè)化應用和其他成熟的激光技術(shù)相比，尚處于初期階段，關(guān)鍵在于激光和材料之間的相互周期。在冷加工領(lǐng)域里，材料和激光的相互周期是10皮秒以下，與打標和燒蝕相比，相互周期短了近1000倍。轉瞬間，材料因為受到高能量密度的影響，而產(chǎn)生一個(gè)非線(xiàn)性吸收的效應，這是使材料瞬間升華。
在汽車(chē)發(fā)動(dòng)機、柴油與汽油注射器的噴油嘴加工中，就利用了超短脈沖激光器，在噴油嘴上鉆出細微的小孔。激光能鉆出排列復雜以及非一致的細微孔徑。這種結構能使發(fā)動(dòng)機提高燃燒效率，產(chǎn)生高達20%的燃料節省率。激光也不會(huì )受發(fā)動(dòng)機級別的限制，是一種高柔性的制造工具。所以不論是城市小轎車(chē)所用的小型發(fā)動(dòng)機或是豪華轎車(chē)的較大型發(fā)動(dòng)機，都能運用這項技術(shù)。
激光在1s內發(fā)出了無(wú)數個(gè)脈沖，輻射在材料上。每個(gè)單脈沖都能幾乎不產(chǎn)生熱效應的去除材料。噴油嘴的孔徑一般在0.05–0.2mm之間。同時(shí)，不同的鉆孔工藝，包括沖擊鉆孔、螺旋鉆孔等，可以滿(mǎn)足不同的直徑需求，同時(shí)也能實(shí)現工差在1μm以?xún)鹊母呔?。超短脈沖激光鉆孔也基于冷加工的理念，在鉆孔過(guò)程中所產(chǎn)生的粉塵能輕易地使用排氣管吸走，不留下沉積物。因此超短脈沖能高效地鉆出高質(zhì)量的孔，而不需后續加工。
當激光以皮秒量級的脈沖時(shí)間作用到材料上時(shí)，加工效果會(huì )發(fā)生顯著(zhù)變化。隨著(zhù)脈沖能量急劇上升，高功率密度足以剝離外層電子。由于激光與材料相互作用的時(shí)間很短，離子在將能量傳遞到周?chē)牧现熬鸵呀?jīng)從材料表面被燒蝕掉了，不會(huì )給周?chē)牟牧蠋?lái)熱影響，因此也被稱(chēng)為“冷加工”。憑借冷加工帶來(lái)的優(yōu)勢，短與超短脈沖激光器進(jìn)入到工業(yè)生產(chǎn)應用當中。
超快激光微納加工的產(chǎn)業(yè)應用，包括消費電子、生物醫療、航空航天、智能產(chǎn)業(yè)等。尤其是隨著(zhù)智能時(shí)代的來(lái)臨，人工智能AI、5G通信、物聯(lián)網(wǎng)IoT對微型化、集成化、精密化提出了更高要求。超快激光微納加工能很好地滿(mǎn)足柔性材料、硬脆材料、復合材料的加工要求，因此能助力半導體晶片處理、天線(xiàn)加工、導波器件制備、傳感器件制備、OLED加工等應用。
