要理解為什么超快脈沖較適用于微加工，需要從材料加工的時(shí)間尺度這個(gè)角度來(lái)看待。大家都了解激光器在加工過(guò)程中對材料造成的損害，但飛秒脈沖激光器和持續時(shí)間超過(guò)皮秒的脈沖激光器所產(chǎn)生的損害存在重大差異。在大多數材料中，聲子是熱效應較主要的原因，它至少需要1皮秒的激光曝光來(lái)激發(fā)。而對于飛秒激光器脈沖來(lái)說(shuō)，曝光時(shí)間要低于這一限定。因此，由于飛秒脈沖不到1皮秒就會(huì )中止，離子不會(huì )被電子熱激發(fā)。焦點(diǎn)區外的導熱被降到較小，從而增加加工的精度。此外，飛秒激光材料加工具有高準確性，因為造成吸收效應的種子電子是通過(guò)非線(xiàn)性電離化產(chǎn)生，并不需要缺點(diǎn)電子。由于非線(xiàn)性激發(fā)的重復性和限制，飛秒激光微加工可以用于實(shí)際用途，而其他方法則行不通。
　　
　　由于這一加工所需脈沖能量相對較高，所以直到較近，使用超短脈沖加工玻璃雖為人熟知卻并未得到廣泛應用。
　　
　　能提供這一級別脈沖能量的激光器只有固體激光器，其操作相對復雜，且價(jià)格昂貴。在過(guò)去的幾年光纖激光器技術(shù)不斷進(jìn)步，已能夠提供短脈沖和高質(zhì)量光束，成為固體激光器的重要替代產(chǎn)品。
　　
　　此外，光纖激光器更為劃算、緊湊、可靠，而且由于其不需要校準，因此也更易于操作。微焦耳范圍內的超快光纖激光器設計人性化，價(jià)格便宜，其發(fā)展正將這一技術(shù)從利基應用轉變?yōu)橐环N被廣泛采用的工業(yè)加工工具（圖4）。應用范圍包括產(chǎn)品認證，玻璃切割，以及次表面光波導等。

　
　　圖4：飛秒光纖激光器切割玻璃示例。

　　應用
　　
　　在超短脈沖作用下對金屬進(jìn)行表面紋理化和粗化處理，結果顯示，其對工藝的控制和精度都非常滿(mǎn)意，能粗化處理生物醫學(xué)植入片來(lái)增加細胞粘合度，能夠對LEDs和太陽(yáng)能電池進(jìn)行薄膜蝕刻，使其增效。使用噴砂處理和化學(xué)蝕刻等常用方式對玻璃表面進(jìn)行紋理化處理，其精度適中，對式樣有一定的限制，而且通常會(huì )產(chǎn)生細微裂紋，降低了成品玻璃的耐用性。
　　
　　因此，光纖激光器在玻璃表面紋理化處理中有著(zhù)相當重要的作用，特別是像制造疏水性/親水性玻璃表面等應用。近來(lái)，使用超短脈沖激光器對玻璃表面加工能夠達到同樣甚至更好的潤濕性，其表面加工應用前景一片光明。他們能一體控制表面加工的流程模式，使其得以較優(yōu)化液態(tài)玻璃相互作用。超短脈沖光纖激光器的另外一種較具前景的應用是焊接玻璃。較為廣泛的應用方法是使用化學(xué)物質(zhì)將兩塊玻璃粘貼在一起。這一方法非常大的缺點(diǎn)在于所使用的大多數化學(xué)物質(zhì)會(huì )釋放出一些氣體，從而造成玻璃間的粘結力量不斷減弱。另外一種方法是將玻璃表面拋光后，將兩塊玻璃放在一塊，然后通過(guò)熱處理粘貼在一起。這一方法也存在缺點(diǎn)，特別是對兩種不同類(lèi)型的玻璃進(jìn)行粘貼時(shí)。由于玻璃的熱膨脹系數不同，經(jīng)過(guò)熱處理后玻璃間的粘結力量也會(huì )變弱。近來(lái)，高重復頻率（兆赫）和高脈沖能量（微焦耳）超短脈沖激光器已開(kāi)始應用于玻璃焊接。當超短脈沖聚焦于需要焊接的兩塊玻璃的交會(huì )處，每塊玻璃都會(huì )溶化一小塊，然后在一塊冷卻，從而形成強大的粘結力量。正確地選擇較佳的超短激光器進(jìn)行焊接，可獲得和玻璃本身一樣的粘結力量（圖5）。

　　
　　圖5：使用飛秒脈沖對兩塊玻璃進(jìn)行激光粘結。

　　在光學(xué)和光子學(xué)行業(yè)中的另外一個(gè)重要應用，也許只能利用超短脈沖激光器來(lái)完成在玻璃內部刻寫(xiě)波導，從而以三維的方式引導光。當超短脈沖聚焦于玻璃內部，在聚焦體積上發(fā)生折射率的變化，通常是折射率變大。通過(guò)使用位移平臺來(lái)掃描玻璃，折射率加大的區域可以用于形成路徑。和光纖工作原理類(lèi)似，光可以使用全內置反射機制，通過(guò)這些路徑進(jìn)行引導。
　　
　　使用這一方法可以用三維光子來(lái)將光從一個(gè)地方引導和傳遞到另一個(gè)地方，組合或分離不同波長(cháng)的光，在玻璃內部制造光柵或棱鏡結構等。因此，在玻璃內部進(jìn)行超短激光波導刻寫(xiě)（圖6）較為重要，因為光電技術(shù)有望主要通信、生物醫藥和傳感器技術(shù)等主要由電子技術(shù)支撐的技術(shù)。

　　
　　圖6：直觀(guān)展示在玻璃內部刻寫(xiě)波導的原理圖。

　　飛秒激光微加工為三維、材料和亞波長(cháng)準確加工提供了獨特的性能，也讓在玻璃等透明材料中進(jìn)行三維結構制造成為可能，而且比光刻更為簡(jiǎn)便。飛秒微加工領(lǐng)域正飛速發(fā)展，這一技術(shù)有望打破微加工領(lǐng)域。這是一種為激光業(yè)開(kāi)創(chuàng )新領(lǐng)域和新市場(chǎng)的技術(shù)，并將推動(dòng)優(yōu)異應用的發(fā)展，以不同的方式影響未來(lái)的技術(shù)。