玻璃的特殊性能使得玻璃加工麵臨著更大挑戰，超快激光的應用將帶來哪些突破呢？
玻璃的性能
玻璃是一種透明的類固體材料，具有其他材料所不具備的獨特性能：
它擁有極好的光學性能，能反射、彎曲、透射和吸收光線，在整個可視範圍內甚至更遠，都具有較高的透明度；從化學性能來說，玻璃是一種抗腐蝕的惰性材料，可以作為很多化學品的容器。從熱力和電力方麵來看，玻璃是一種絕佳的絕緣體。從物理性能來看，玻璃表麵堅硬，防刮耐磨，近年來通過各種方法，玻璃甚至具備了彈性。但是，也正是這些性能使得玻璃加工麵臨著更大挑戰，例如一旦玻璃具備極好的抗拉強度，就變得易碎。
玻璃在人們日常生活中應用廣泛，並且其應用範圍在不斷擴大，尤其是和其他材料相結合能更多地應用於高科技領域。玻璃由碳酸鈉、石灰石和沙子等常見的材料製成。這些材料在高溫條件下（約1500℃）溶化，就像液體一樣，可以被灌注、吹製、壓製和模塑成各種形狀。但在室溫下，玻璃就成為固體，冷卻後由於機械性能的改變會變得難以加工處理。
因此，處理玻璃的方法和其應用都需要從長計議。玻璃製造可以追溯到公元前3500年左右。人工製造玻璃大概首先出現在美索不達米亞和埃及，首先被用來製作珠寶，隨後被用來製作壺。之後，加工工藝不斷改進，從手工加工演變為現今的高科技工業工藝，出現了眾多玻璃類別和應用。盡管玻璃製造曆史悠久，但近幾十年來由於玻璃的易碎性能，對於玻璃成品進行加工的工藝止步不前。
通常一個小裂紋就會造成玻璃破碎。一旦微裂紋在玻璃的某個部位形成，它就會蔓延至玻璃邊緣，造成破裂。玻璃的這種易碎屬性使其難以加工。另外一方麵，不斷發展的技術使其可製成結構更小，且形狀各異的玻璃來應用於不同領域。傳統的精確方法，如光刻和電子束光刻等來加工玻璃，但這些技術過於昂貴，不易操作，特別是大麵積使用。現今，激光技術提供了加工玻璃的最精確方法。最直截了當的方法就是在波長範圍內利用單光子吸收，玻璃在紅外線或紫外線下不會高度透明。
但是，直接吸收會產生一些問題，包括不良熱影響以及形成熱影響區，這會產生微裂紋，嚴重危害玻璃的機械穩定性。此外，在玻璃表麵下方進行加工，製造三維結構，需要使用高透明度波長。雖然納秒脈衝激光器可以用於在玻璃中製造次表層結構（如圖1），玻璃的物理機製會對微處理的精細程度造成限製，也會產生微裂紋。
圖1：使用納秒激光器（左圖）和使用近紅外（NIR）飛秒激光器（右圖）對玻璃進行激光加工示例。
近年來，一種激動人心的替代性工藝已投入工業應用，即使用超快激光器在近紅外波長範圍內產生次皮秒脈衝。在這一方法中，超短脈衝緊密聚焦於玻璃的大部分或表麵，每平方厘米的功率密度超過數太瓦，引發複雜多樣的工藝，如同時多光子吸收、雪崩和碰撞電離，造成對玻璃基質高度局域化的破壞，同時幾乎不存在能量沉積（隻有幾微焦甚至更少）。由於每次脈衝所用能量極其適度，對該部位（甚至是聚焦體積）造成的熱影響可以忽略不計。這一方法通常被稱為“冷消融”，可以用來製造極為精確的3D結構。和其他微製造技術相比，飛秒激光微製造透明材料具有獨特優勢。
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