如今，超快激光器（飞秒和皮秒脉长）是工业生产过程中的一个最重要组成部分。凭借其高质量的非热材料加工能力，再行再加在激光技术、工艺研发、光束掌控和传输等方面的变革，从而更进一步不断扩大了超快激光器在工业市场上的应用于范围。
不过，为了保持投放和生产量的均衡，必需同时符合以下条件：首先必须证明其在工业加工过程中的技术可行性，由于超快激光和物质之间的相互作用具备独特性，因而必须对这一过程有一个细致的科学的解读；其次，工业生产的生产率必需保证能给终端用户带给与其投资相匹配的收益，这不致推展在光束掌控和传输方面的变革，以充分利用潜在的加工速度。 消费电子产品领域似乎获取了最少的证据。手机、微处理器、显示器、内存芯片都是极为简单的组件，由大量的有所不同材料、尺寸较小、厚度大于的多层材料构成。
因而必须先进设备的、低精密度的加工能力，以及在经济上不切实际的大批量生产的能力。下面举例说明为什么我们必须实时发展加工、激光技术以及新的光束传输技术，来符合目前以及未来有可能经常出现的挑战。
生产手机、平板电脑或电视用的平板显示器是如今最简单的技术之一，艰难程度类似于或更加胜于二十世纪六十年代的阿波罗计划。有所不同的生产步骤牵涉到了大量有所不同的材料，它们具备微米级的纵向分辨率和数十纳米的厚度。由于整个过程都很有可玩性，将工业生产率（能通过严苛的质量检测的产品比例）视作一项机密和挑战也就不足为奇了。
一个关键的容许是坏点在面板上的不存在，这将妨碍屏幕的商业化。在过去几年中研发了几种有所不同的修缮工艺，一般来说都牵涉到多波长纳秒激光器。例如，通过激光碳化或者切割成掌控像素的薄膜晶体管的电极，来修缮一个暗的像素（图1）。
图1：薄膜晶体管电极切割成，切割成宽度为1.9m。（图片由韩国金属和机械研究所获取） 当前的技术早已超过无限大。因为在高清屏幕的分辨率方面的变革，像素的尺寸显得更加小，与之涉及的纳秒激光器加工的热效应容许了修缮的质量。
此外，还包括有机发光二极管（OLED）和有源矩阵发光二极管（AMOLED）在内的新的表明技术普遍用于了有机和高分子材料，这些材料对冷却高度脆弱，因而与热处理格格不入。由于脉冲持续时间十分较短，所以超快激光实质上很合适非热微加工，也会产生热。
它们在先进设备的屏幕修缮加工领域的应用于日益不断扩大，从而推展了新一代灵活的高速多波长超快激光器的发展。 一些工业加工过程早已开始利用高精度的超快激光加工。
这还包括选择性激光（一般来说可以构建准确到30nm/脉冲的激光亲率），以及高精度薄膜晶体管电极切割成，切割成宽度大于2m。这些加工过程必须研发先进设备灵活性的光束整形技术，以取得平顶光束并保证其均匀分布传输，能够塑构成样品的形状，尺寸较低至22m。 在另外一个例子中，半导体电路显得更加简单，它们拒绝在更加小的尺寸上构建更好的功能。
因此，现在的晶片是由许多层的多种材料构成，例如限于于较慢运营的较低介电常数材料。半导体制造业中的一个最重要的过程就是晶圆的划切和分离出来，将要一个晶圆切割成分开的晶片（如图2）。传统上来说是用金刚石钩的加工方法，但是目前的技术早已超过了无限大。由于较低介电常数材料的脆性、较低的厚度和较多的层数，再次发生裂纹和分层挤压等负面影响的几率大大增高。
图2：半导体晶圆切割成和划片。（本图片由AmplitudeSystemes获取） 尽管紫外纳秒激光加工的用于取得推展，但是纳秒激光加工带给的热效应依然大大容许了加工结果的质量。另一方面，超快激光展示出在加工硅和高质量多层材料方面的能力。直到最近，超快激光在平均功率方面的容许依然是一个主要的问题，这相当严重容许了总的生产效率。
如今不具备高可靠性的工业级飞秒激光器的功率在50-100W之间，这使其生产能力可以与工业拒绝相匹配。 超快激光是先进设备的微加工过程的一个最重要组成部分，它们在质量掌控和测量方面起着最重要起到。RudolphTechnologies公司最近为半导体行业发售了一款测量不半透明薄膜厚度的新型工具。
该系统基于声波测量，用于了一种十分较短的激光产生的非同脉冲。这种成像脉冲在各层表面光线的时间是通过高精度的泵浦-观测技术来测量的。 在另外一个例子中，法国CAMECA公司可以构建半导体和金属样品的原子级分辨率的3D光学和分析密切相关。
这个难以置信的测量过程是基于原子探针层析技术，即用于超快激光器来太阳光样品的纳米半径尖端（如图3右图）。如果能细致地掌控激光的功率，那么就会经常出现激光激光，而是再次发生有助于的原子冷却，然后每个原子被送往方位传感探测器，从而确认该原子来自哪一个方位。同时，利用飞行中时间质谱仪来测量原子的质量，从而确认该尖端的构成成分。然后，逐级展开三维重建。
该方法在半导体行业用作监控半导体材料的成分和杂质，以及在冶金材料中用作细致掌控冶金合金的质量。图3：原子探针层析的原理。（本图由CAMECA获取） 高功率、高可靠性激光系统的经常出现使得激光加工以及质量掌控大幅度提高。
更加具体地说，平均功率在50到200W的超快激光器需要提升生产效率和生产力，从而不断扩大其在新领域的应用于。然而，如此高功率激光的光束掌控和传输却并不更容易。要想要保本盈利，则必须加工速度超过100m/s，同时维持微米级的定位精度。
当前一代的振镜扫描器早已超过了无限大，亟需新方法的产生。 ESI公司发售了一个融合振镜和声光技术的混合加工系统。
当在一个较高的加工速度下操作者时，扫瞄振镜的惯性意味著继续执行的迟缓，例如一个急转弯，所以加工出来的结构会和设计的形状完全相同。然而，声光调制器展现出出极灵敏的反应性，不过是在十分小的范围。
将振镜运动和声光转动融合一起，需要准确实时，从而解决这一局限性。这种技术在网络数字电路的图形生产中特别是在简单，这是因为它们显得更加构建，因而必须减少布线密度。 日本DISCO公司的研究员用完全相同激光器同时展开微加工和过程控制，从而将两者融合一起。
在该案例中，用超快激光器在一个双层基板上展开激光盲孔钻孔，上层是80m薄的半透明材料，下层是20m薄的金属薄膜。为了准确地掌控激光脉冲的数量，以使得激光的范围仅限于半透明基板，必须利用光谱分析仪来监测等离子体升空，即利用激光诱导穿透光谱（LIBS）技术。
图4：Kagome光纤的纤芯形状。（图片由CNRS/GloPhotonics获取) 因为根据激光的原子种类，等离子体升空具备独有的发射光谱，因而可以及时并准确地监测到半透明层何时几乎激光。另外一种方法是，多边形扫描仪可以构建多达100m/s的扫瞄速度。
这种单一的多面镜能展开高速旋转，几乎能代替不能在x和y轴方向光线光束的较低惯性振镜。如果脉冲激光与多面镜的转动能准确实时，那么每个面上只有一个点可能会影响到样品的加工。在这种情况下，这种微加工过程更加类似于一种数字化过程，也就是说，必须掌控激光器的打开和重开来生产必须的图形。
为了获得理想的结果，必须在激光器与扫描仪之间构建十分准确的实时，并且多面镜的制作精度要十分低，加工过程也必须精心设计。瑞士BernUniversityofAppliedSciences大学的BeatNeuenschwander教授与AmplitudeSystmes和比利时的NextScan公司合作，利用500kHz的超快激光器构建了微米级定位精度的高速表面微造型。
更好的关于光束传输的创意仍在孕育出之中。光纤传输系统让激光加工行业焕然一新，而工业级超快激光器直到最近还依然无法获益于此。由于小的光纤纤芯的光束容许，再行再加超快脉冲具备十分低的峰值强度，因而不会产生相当严重的非线性效应，并最后造成光纤水解。为了挣脱这种容许，人们研发出有空心的微结构光纤，不过纤芯直径容许在几个微米，这对于实际应用于来说太小了。
空心大模场面积Kagome微结构光纤的研发为高能量高功率飞秒激光光束的光纤传输铺平了道路。这种尤其的圆内旋轮线形状的空心光纤纤芯容许了激光模式，避免它与光纤微结构相互作用，并将较低的非线性、大模场面积和灵活性的分散控制融合一起。通过与法国GloPhotonics公司合作，AmplitudeSystmes公司早已可以将一毫焦耳量级的脉冲传输几米远的距离，同时还能确保脉冲持续时间高于500fs。在另一个与PhotonicsTools公司合作展开的实验中，早已可以传输平均功率为100W的脉冲激光，并且可以构建高于100fs的脉冲传输。
其他团队和激光制造商也很快利用Kagome光纤研发出有灵活性的传输系统（如图4），我们可以期望超快激光加工技术在今后几年步入更加了解的变革。 随着对短脉冲激光与物质相互作用的原理的更进一步了解，以及在光束掌控和传输系统方面的技术发展，超快激光器早已步入我们的日常生活。通过了解最先进设备的工业加工过程，它转变着我们看来事物、交流交流和工作的方式，它将是未来顺利生产更加简单的消费电子设备的关键所在。
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