レーザと物質の相互作用を目的とした「超」の定義は、一般的にエネルギー吸収の非熱領域を指す。この "低温 "処理は、ピコ秒やフェムト秒のパルス幅を持つレーザと、ナノ秒単位のパルス幅を持つレーザを区別する主な要因です。非熱吸収領域は、材料への熱損傷を実質的に排除し、より小さなフィーチャの作成を可能にし、プロセスのより精密な制御を可能にするため、いくつかのアプリケーションにとって決定的に重要である。熱領域から非熱領域へのシフトには、大きく分けて2つのメカニズムがある。

高いピーク出力：平均出力と比較して、超短パルスレーザは連続波、準連続波、ナノ秒レーザと比較して高いピーク出力を発生します。この非常に高いピーク出力は、ターゲット材料による複数の光子の同時吸収をもたらします。これらの光子のエネルギーは、同じ時間、同じ空間でターゲットに到達するため、加算されます。

コールドアブレーション：超短パルスレーザの短いパルス時間により、熱がバルク材料に拡散する時間が大幅に制限されます。個々のパルスは、実質的に熱の影響を受けない領域を作りながら、極めて小さな体積の材料を瞬時に除去またはアブレーションします。パルスエネルギーを増加させると、加熱を追加するのではなく、より高い材料除去率につながります。