就激光与材料的相互作用而言，"超快 "的定义通常是指能量吸收的非热状态。这种 "冷 "处理是区分皮秒和飞秒脉冲持续时间激光与纳秒脉冲持续时间激光的主要因素。非热吸收机制对某些应用至关重要，因为它几乎解决了对材料的热损伤，能够产生更小的特征，并允许对过程进行更精确的控制。从热吸收到非热吸收有两个主要机制。

峰值功率高：相对于平均输出功率，超快激光器产生的峰值功率高于连续波、准连续波和纳秒激光器。这种较高的峰值功率导致目标材料同时吸收多个光子。由于在同一时间和同一空间到达目标，这些光子的能量是相加的。

冷烧蚀：超快激光器的脉冲持续时间短，较大地限制了热量扩散到块状材料中的时间。单个脉冲可瞬间去除或烧蚀较小体积的材料，同时几乎不产生热影响区。增加脉冲能量可提高材料去除率，而不是额外加热。