飛秒脈衝(chong) 和皮秒脈衝(chong) 的線性吸收所產(chan) 生的影響往往被忽視，因為(wei) 脈衝(chong) 的峰值功率非常高，以至於(yu) 貫穿多光子過程的非線性吸收相對於(yu) 線性吸收來講占據了主導地位。如果上述情況的脈衝(chong) 持續時間和能量密度的邊界條件都得以滿足，那麽(me) 這種說法往往會(hui) 產(chan) 生誤導。
 
　　為(wei) 了直觀地說明這一點，圖1給出了矽對能量密度為(wei) 1J/cm2的脈衝(chong) 的吸收曲線。 對於(yu) 持續時間為(wei) 6ps甚至是更寬的脈衝(chong) ，線性吸收都絕對超過非線性吸收占據了主導地位。即使脈衝(chong) 持續時間為(wei) 500　fs，這種狀況也不會(hui) 改變：非線性吸仍然非常低，以至於(yu) 無法達到想要的1µm級的光穿透深度。

　　對於(yu) 脈衝(chong) 持續時間為(wei) 6ps的脈衝(chong) ，線性吸收超過了非線性吸收占據主導地位。即使持續時間為(wei) 500fs的脈衝(chong) ，其非線性吸收也非常，以至於(yu) 無法達到想要的1µm級的光學穿透深度。

　　選擇一個(ge) 紫外波長，使理論上的最佳性能與(yu) 實踐中的（如用於(yu) 矽片切割）相同。出於(yu) 某種目的，在加工矽片中，使用綠光波長可能就足以滿足要求。

　　具有適當能量密度與(yu) 波長的飛秒脈衝(chong) 及皮秒脈衝(chong) ，適合用於(yu) 那些要求熱影響非常小的材料加工應用。此外，對於(yu) 皮秒脈衝(chong) 的持續時間而言，產(chan) 生這些脈衝(chong) 的技術方法可以大大簡化。無需啁啾脈衝(chong) 放大（CPA）的直接二極管泵浦和放大（功率調整），對於(yu) 超短脈衝(chong) 技術在工業(ye) 市場的成功，是非常必需的。事實上，對於(yu) 工業(ye) 微加工領域一種具有成本效益的應用而言，必須將平均輸出功率增加到50W甚至更高。

　　光纖與(yu) 碟片的結合

　　20世紀70年代棒狀激光器（開始是燈泵浦後來是二極管泵浦）問世。在超越高平均功率對光束質量限製的同時，棒狀激光器、二極管泵浦碟片激光器技術均在20世紀90年代獲得了長足發展，使其成為(wei) 了工業(ye) 領域千瓦級連續應用最可靠的技術選擇。

　　光纖激光器技術和碟片激光器技術比傳(chuan) 統的棒狀激光器技術更為(wei) 優(you) 越，因為(wei) 它們(men) 采用了比激光激活體(ti) 更大的散熱麵，使TEM00連續運作的功率水平能達到500W甚至更高。在同等的亮度下，細小的光纖芯徑使得光纖激光器內(nei) 的激光強度要遠遠高於(yu) 碟片激光器。

　　然而，當放大皮秒脈衝(chong) 和飛秒脈衝(chong) 時，高光強會(hui) 導致非線性效應，如自相位調製或拉曼散射，這需要在超快光纖放大器中增加複雜的啁啾脈衝(chong) 放大，或將可獲得的最大脈衝(chong) 能量限製在6μJ甚至更低。用碟片激光器技術作為(wei) 皮秒脈衝(chong) 的放大器，能夠實現高峰值功率（高達100MW）和低光強，並且不會(hui) 產(chan) 生非線性效應。

　　為(wei) 了實現具有高脈衝(chong) 能量（高達250μJ）和高平均功率（高達100W）的皮秒激光器，需要使用具有以下獨特配置的主振功率放大器：一個(ge) 基於(yu) 電信組件的被動鎖模光纖激光器，作為(wei) 一個(ge) 單片集成的、具有成本效益的、可靠的光源，用於(yu) 低功率和低脈衝(chong) 能量皮秒脈衝(chong) 的產(chan) 生。

　　利用碟片激光器將光纖激光器的輸出功率放大5個(ge) 數量級，達到紅外功率超過100W，綠光功率達到60W，脈衝(chong) 頻率範圍200~800kHz，無需使用複雜的啁啾脈衝(chong) 放大器。即使在這些功率水平，也能實現M2<1.3的卓越光束質量。此外，對於(yu) 激光器的每個(ge) 可選的參數組合，其輸出光束質量均能保持上述水平。

到達工件的功率

　　利用超快激光實現精細加工，最主要的任務是操縱激光束，並將激光功率轉換成最大的生產(chan) 效率和質量。整個(ge) 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，構建最終的加工係統。該係統將需要一套的光學元件，如掃描儀(yi) 、F-Theta透鏡、聚焦元件、波片、穿孔光學元件，以及許多其他元件。

　　整個(ge) 加工過程還需要考慮線性或旋轉加工。無論是最先進的線性加工，還是掃描儀(yi) ，都沒有動態應用超過1MHz的脈衝(chong) 頻率，盡管激光技術可能為(wei) 這方麵的發展做好了準備。

　　噴油嘴鑽孔

　　生產(chan) 節油、低排放的發動機，是汽車行業(ye) 麵臨(lin) 的一個(ge) 重大挑戰，解決(jue) 這個(ge) 問題的關(guan) 鍵是實現更加清潔的燃料燃燒，這個(ge) 問題可以通過優(you) 化燃油噴嘴來實現。

　　用高功率皮秒激光器鑽孔噴油嘴，產(chan) 生了非常尖銳的邊緣，孔內(nei) 沒有毛刺或熔化，表麵非常光滑，從(cong) 而能實現最優(you) 化的燃料噴霧。此外，噴油嘴的錐度可以從(cong) 正值、零值到負值，為(wei) 優(you) 化噴射過程提供了一定的自由度。50W的平均功率與(yu) 高達250μJ的脈衝(chong) 能量相結合，能夠實現高速、高質量的鑽孔