定義
超快雷射是根據能量輸出波形定義的，是一種脈衝寬度小於或在皮秒級（2-10s）內的超強超短脈衝雷射。這個定義與「超快現象」有關。超快現像是指物質微觀系統中物理、化學或生物過程中發生的快速變化的現象。在原子分子系統中，原子和分子運動的時間尺度在皮秒到飛秒量級。例如分子旋轉的週期是皮秒量級，振動的週期是飛秒量級。當雷射脈寬達到皮秒或飛秒等級時，可以很大程度上避免對分子整體熱運動的影響（分子熱運動是物質溫度的微觀本質），物質的生成是在分子振動的時間尺度上進行的。影響，這樣在達到加工目的的同時，熱效應卻大大降低。
類型
雷射的分類方法很多，其中最常用的分類方法有4種，包括依工作物質分類、依能量輸出波形（工作方式）分類、依輸出波長（顏色）分類、以功率分類。
其中，根據能量輸出波形，雷射可分為連續雷射、脈衝雷射、準連續雷射：
連續雷射
它是一種在工作時間內持續輸出穩定能量波形的雷射。其特點是功率大，可以加工體積大、熔點高的材料，如金屬板材。
脈衝雷射
它以脈衝的形式輸出能量。依脈衝寬度可分為毫秒雷射、微秒雷射、奈秒關斷器、皮秒雷射、飛秒雷射、阿秒雷射；比方說，如果脈衝雷射輸出雷射的脈衝寬度在2-2ns之間，我們稱之為奈秒雷射，等等。我們稱之為皮秒雷射、飛秒雷射、阿秒雷射和超快雷射。脈衝雷射的功率比連續雷射低很多，但加工精度卻高於連續雷射，而且一般來說，脈衝寬度越窄，加工精度越高。
準連續雷射器
它可以在一定週期內重複輸出較高能量的雷射，理論上也是脈衝雷射。
以上3種雷射的能量輸出波形也可以用參數「佔空比」來描述。對於雷射來說，佔空比可以解釋為雷射能量輸出的時間與脈衝週期內總時間之比。
連續雷射佔空比 (=1) > 準連續雷射佔空比 > 脈衝雷射佔空比。一般來說，脈衝雷射的脈衝寬度越窄，佔空比越低。
在材料加工領域，脈衝雷射最初是連續雷射的過渡產品。這是因為受核心零件承載能力和前期技術等級等因素的影響，連續雷射的輸出功率不能很高，且無法將材料加熱到熔點。以上就達到了處理的目的。如果採用一定的技術手段，將雷射的輸出能量集中在單一脈衝上，這樣，雖然雷射的總功率不變，但脈衝時的瞬時功率大大提高，滿足了要求材料加工。後來連續雷射技術逐漸成熟，人們發現脈衝雷射在加工精度上有很大的優勢。這是因為脈衝雷射對材料的熱效應較小，而且雷射脈衝寬度越窄，熱效應越小，被加工材料的邊緣越光滑，相應的加工精度就越高。
零組件專區
超快雷射的2個核心訴求：高穩定性超短脈衝、高脈衝能量。一般利用鎖模技術可以獲得超短脈衝，利用CPA放大技術可以獲得較高的脈衝能量。涉及的核心部件包括振盪器、拉伸器、放大器和壓縮器。其中振盪器和擴大機的技術難度最大，也是超快雷射製造業者的核心技術。
振盪器
在振盪器中，使用鎖模技術獲得超快雷射脈衝。
擔架
拉伸器將飛秒種子脈衝在時間上以不同的波長拉伸開。
擴音器
線性調頻放大器用於充分激發此拉伸脈衝。
壓縮機
壓縮器將放大後的不同成分光譜匯集在一起，並恢復到飛秒寬度，從而形成具有極高瞬時功率的飛秒雷射脈衝。
應用領域
與奈秒、毫秒雷射相比，超快雷射雖然整體功率較低，但由於其直接作用於物質分子振動的時間尺度，實現了真正意義上的“冷加工”，因此加工精度大大提高。
由於特性不同，高功率連續雷射、非超快脈衝雷射和超快雷射在下游應用領域存在較大差異：
高功率連續雷射（和準連續雷射）用於切割、燒結、 焊接、表面熔覆、鑽孔、 3D 金屬材料的印刷。
非超快脈衝雷射用於非金屬材料打標、矽材料加工、 精密雕刻 金屬表面處理、金屬表面清潔、金屬精密焊接、金屬微加工。
超快雷射用於玻璃、PET、藍寶石等透明材料及硬脆材料的切割與焊接， 精密打標、眼科手術、材料的顯微鈍化和蝕刻。
從用途來看，高功率連續雷射和超快雷射幾乎不存在相互替代關係。它們就像斧頭和鑷子，它們的大小各有優缺點。非超快脈衝雷射的下游應用與連續雷射和超快雷射有一些重疊。從實際結果來看，在相同應用下，其功率不如連續雷射器，精度也不如超快雷射。更突出的是性價比。
特別是納秒紫外線雷射器，雖然其脈衝寬度沒有達到皮秒級別，但加工精度相比其他顏色奈秒雷射有大幅提高，在2C產品的加工製造中得到了廣泛的應用。未來隨著超快雷射成本的下降，可能會佔領奈秒紫外線市場。
超快雷射器實現了真正意義上的冷加工，在精密加工方面具有顯著優勢。隨著超快雷射的生產技術逐漸成熟，成本逐漸下降。未來可望廣泛應用於醫療生物、航空航太、消費性電子、照明顯示、能源環境、精密機械等下游產業。
醫學美容
超快雷射可用於醫療眼科手術設備和美容設備。飛秒雷射應用於近視手術，被稱為繼波前像差技術之後「屈光手術的又一次革命」。近視患者的眼軸較正常人的眼軸較大，這樣在眼球放鬆的狀態下，平行光線經過眼的屈光系統折射後的焦點就落在視網膜的前面。飛秒雷射手術可以去除軸向多餘的肌肉，並使軸向距離恢復正常。飛秒雷射手術具有準確度高、安全性高、穩定性高、手術時間短、舒適度高等優點，已成為最主流的近視手術方法之一。
在美容方面，超快雷射可用於去除色素和原生痣、去除紋身、改善皮膚老化等。
消費類電子產品
超快雷射適用於消費性電子產品製造過程中的硬脆透明材料加工、薄膜加工、精密打標等。手機強化玻璃與藍寶石是消費性電子原料中具有代表性的硬、脆、透明材料，尤其是藍寶石，由於其硬度高、脆性大，採用傳統加工方式的效率和成品率很低；藍寶石如今應用十分廣泛，廣泛應用於智慧手錶、手機相機蓋板、指紋模組蓋板等；奈秒紫外線雷射和超快雷射是目前切割藍寶石的主要技術手段，超快雷射的加工效果優於紫外線奈秒雷射。此外，攝影機模組、指紋模組所採用的加工手段主要為奈秒雷射、皮秒雷射。用於柔性手機螢幕（折疊螢幕）的切割及相應的 3D 未來玻璃鑽孔的主流技術很可能是超快雷射。
超快雷射在面板製造上也有重要的應用。超快雷射可用於 LCD/OLED 製造過程中的 OLED 偏光片切割、剝離和修復。
對於OLED，其聚合物材料對熱影響特別敏感。另外，目前製成的電池片尺寸、間距已經很小，剩餘的加工尺寸也非常小。以前傳統的模切工藝已經不再適合今天。產業的生產需求，現在還有異形屏、沖孔屏的應用需求，已經超越了傳統製程的能力範圍。這樣一來超快雷射的好處就體現出來了，特別是皮秒紫外線甚至飛秒雷射器，其熱影響區很小，更適合曲線加工等更靈活的應用。
微焊接
對於玻璃等透明固體介質，超短脈衝雷射在介質中傳播時，會發生非線性吸收、熔化損傷、等離子體形成、燒蝕、光纖傳播等各種現象。圖中顯示了不同功率密度和時間尺度下超短脈衝雷射與固體材料相互作用時發生的各種現象。
由於超短脈衝雷射微焊接技術不需要插入中間層，效率高、精度高、無宏觀熱效應，微焊接處理後具有較理想的機械和光學性能，因此非常適合玻璃等透明材料的微焊接。例如，研究人員使用 70 fs、250 kHz 脈衝成功地將端蓋焊接到標準和微結構光纖上。
顯示照明
超快雷射在顯示照明領域的應用主要是指LED晶圓的劃片和切割。這是超快雷射適合加工硬脆材料的另一個例子。超快雷射加工具有高橫截面平整度並顯著減少邊緣碎裂。效率和準確性大大提高。
光伏能源
超快雷射在光伏電池製造上具有廣闊的應用空間。例如，在CIGS薄膜電池的製造中，超快雷射可以取代原有的機械式劃片工藝，顯著提高劃片質量，特別是對於P2和P3劃片環節，可以實現幾乎不崩刃、無裂紋和殘餘應力。
航太
為了提高渦輪葉片的性能和使用壽命，進而提高引擎的性能，必須採用氣膜冷卻技術，這對氣膜孔加工技術提出了極高的要求。 2018年，西安光機所研發出國內單脈衝能量最高的雷射干涉儀。開發出26瓦工業級飛秒光纖雷射器，並開發出系列化超快雷射極限製造設備，實現航空發動機渦輪葉片氣膜孔「冷加工」技術突破，填補了國內空白。這種加工方法比EDM加工方法更先進，精度更高，成品率大大提高。
超快雷射還可應用於纖維增強複合材料的精密加工，加工精度的提升將有助於擴大碳纖維等複合材料在航空等高端領域的應用。
研究領域
雙光子聚合技術（2PP）是一種“奈米光學” 3D 印刷方法，類似光固化快速成型技術，未來學家Christopher Barnatt認為，這種技術可能成為主流形式 3D 將來的列印。雙光子聚合技術的原理是利用「飛秒脈衝雷射」選擇性地固化感光樹脂。聽起來很像光固化快速成型，差別在於雙光子聚合技術能夠達到的最小層厚度和XY軸解析度在2nm到2nm之間。換句話說，2PP 3D 列印技術比傳統光固化成型技術精確數百倍，而且列印出來的東西比細菌還小。
目前，超快雷射的價格仍然比較昂貴。作為行業的先行者， STYLECNC 目前已開始生產超快雷射加工設備，並取得良好的市場回饋。基於超快雷射技術的OLED模組雷射精密切割設備、超快（皮秒/飛秒）雷射打標設備、皮秒紅外線顯示器玻璃倒角雷射加工設備、已推出皮秒紅外線玻璃晶圓雷射切割設備、LED全自動隱形劃片機、半導體晶圓 雷射切割機、指紋辨識模組玻璃蓋板切割設備、柔性顯示量產線等一系列超快雷射產品。
優點缺點
優點
超快雷射是雷射領域的重要發展方向之一。作為一種新興技術，它在精密微加工方面具有顯著的優勢。超快雷射產生的超短脈衝與材料作用的時間極短，不會為周圍的材料帶來熱量，因此超快雷射加工又稱為冷加工。這是因為，當雷射脈衝寬度達到皮秒或飛秒量級時，可以很大程度上避免對分子熱運動的影響，從而產生更少的熱影響。
例如我們用鈍菜刀切皮蛋時，往往會把皮蛋切成細片。如果選擇刀口特別鋒利、能快速切碎雜亂的切割方法，皮蛋就會切得均勻、美觀。這就是超快的優勢。
缺點
積體電路、面板等高階製造業對雷射加工設備要求極高，有技術突破達不到預期的風險。
超快雷射的價格較高，轉用新的雷射供應商對於雷射設備製造商和最下游用戶來說都存在無法如預期擴大市場的風險。
