過去十年中，超快光纖激光器技術在總功率、脈衝(chong) 和光束質量、易用性和穩健性等方麵取得了長足的進步。因此，超快光纖激光器開始應用於(yu) 多個(ge) 製造行業(ye) 中對材料進行高效、高精度的加工。本文章總結了最近用高脈衝(chong) 重複頻率的超快光纖激光器進行材料微加工的幾項研究進展。特別有趣的是，在一些其他的材料研究中，幾種激光加工的材料被發現了新的特性和功能，這導致超快光纖激光器不僅(jin) 被當作一種強大的材料成型工具，同時也有可能成為(wei) 一種有效的材料製備工具。

                     　　玻璃和塑料焊接

　　對於(yu) 大部分精密的材料加工應用來說，在工件中產(chan) 生的多餘(yu) 熱量是不需要的。然而，對於(yu) 透明材料的微焊來說，精密控製的熱量積蓄對於(yu) 融化材料並形成焊縫非常關(guan) 鍵。聚焦的超短脈衝(chong) 的高強度會(hui) 引起透明材料中的非線性吸收，因此隻會(hui) 在兩(liang) 種材料的接觸麵上激光焦點周圍很小的區域內(nei) 產(chan) 生大量的熱量。每一個(ge) 激光脈衝(chong) 都會(hui) 產(chan) 生很少的熱量，如果焦點區域在下一個(ge) 脈衝(chong) 來之前就冷卻下來，那麽(me) 這個(ge) 熱量也就可忽略不計。如果脈衝(chong) 之間的空間重疊以及脈衝(chong) 重複頻率足夠高（數百kHz及以上），熱量將迅速地在這一區域積累並引起材料熔化。可以通過改變重複頻率及光束掃描速度來精確地控製熔化的量。這一技術已經在玻璃和塑料焊接上得到了應用。圖1展示了兩(liang) 塊玻璃之間焊接麵的截麵。這種無需密封的高速、精確的焊接有許多好處，例如在製造太陽能電池板時麵板邊緣需要密封，目前要用專(zhuan) 門設計的密封膠和熱熔係統來完成。

　　“脈衝(chong) 串模式”脈衝(chong) 激光沉積

　　脈衝(chong) 激光沉積製造薄膜技術已經廣泛應用於(yu) 新材料開發的基礎研究中。大功率納秒脈衝(chong) 激光燒蝕往往會(hui) 在等離子體(ti) 羽輝（羽毛狀的發光團）中形成大的熔滴，這會(hui) 影響薄膜質量。有許多機械和電子的方法可以控製燒蝕的羽輝來補救熔滴的問題。高重複頻率的超快光纖激光器提供了一種替代解決(jue) 方案。特別是將激光脈衝(chong) 集合在一起形成一個(ge) 脈衝(chong) 串（bursts），每個(ge) 脈衝(chong) 串包含數個(ge) 單獨的脈衝(chong) ，這可以實現更為(wei) 精確的熱量控製，讓靶標物直接氣化而不會(hui) 形成大的熔滴。

　　光纖激光體(ti) 係可以直接從(cong) 激光光源快速地輸出脈衝(chong) 串，稱為(wei) 脈衝(chong) 串模式。例如，如圖2(a)所示，在進入放大階段之前，可以用聲光調製器從(cong) 50MHz的振蕩器中篩選種子脈衝(chong) ，最後輸出的是由多級脈衝(chong) 組成的脈衝(chong) 串，而且相鄰脈衝(chong) 的間隔為(wei) 20納秒。20納秒的脈衝(chong) 間隔非常短，可以引起多重累積效應，包括靶標物的熱量以及燒蝕羽輝和緊隨其後的激光脈衝(chong) 間的熱量，最終這將可以優(you) 化薄膜質量。圖2(b)展示了用這種方法沉積的TiO2薄膜。如圖中的透射電子顯微鏡圖（TEM）所示，薄膜的質量非常高，薄膜表麵達到了原子級別的平滑程度，薄膜和基質間的界麵也很平滑。用光學顯微鏡觀察100毫米的區域也沒有發現大的熔滴。