레이저와 물질의 상호 작용을 위해 "초고속"의 정의는 일반적으로 비열 에너지 흡수 방식을 의미합니다. 이러한 "콜드" 프로세싱은 피코초 및 펨토초 펄스 지속 시간을 가진 레이저와 나노초 단위로 측정되는 펄스 지속 시간을 가진 레이저를 구분하는 주요 요소입니다. 비열 흡수 방식은 재료의 열 손상을 거의 없애고, 더 작은 피처를 만들 수 있으며, 공정을 더 정밀하게 제어할 수 있기 때문에 일부 응용 분야에서 매우 중요합니다. 열 흡수 방식에서 비열 흡수 방식으로 전환하는 데는 두 가지 주요 메커니즘이 작용합니다.

높은 피크 파워: 평균 출력 전력에 비해 초고속 레이저는 연속파, 준연속파, 나노초 레이저와 비교했을 때 더 높은 피크 전력을 생성합니다. 이 매우 높은 피크 파워는 표적 물질에 의해 여러 광자를 동시에 흡수하는 결과를 낳습니다. 이러한 광자의 에너지는 같은 공간에서 동시에 표적에 도달하기 때문에 합산됩니다.

콜드 어블레이션: 초고속 레이저의 짧은 펄스 지속 시간은 열이 벌크 재료로 확산되는 시간을 크게 제한합니다. 개별 펄스는 극소량의 물질을 즉시 제거하거나 절제하면서 열 영향 영역을 거의 만들지 않습니다. 펄스 에너지를 높이면 추가 가열 없이도 재료 제거율이 높아집니다.