脈沖寬度在飛秒以及皮秒范圍的超短脈沖激光器（USP），能夠將能量很好地限制在激光光斑的附近。當功率密度達到每平方厘米內有幾十個GW時，激光加工將實現“冷”燒蝕狀態(tài)，也就是說，在這種情況下，大部分的材料從激光直射的區(qū)域直接蒸發(fā)（圖1）。這樣，在光斑附近可能產生的間接破壞就大大減少了，因為材料蒸發(fā)時間短，熱量來不及傳導。大部分被吸收的能量以動能的形成被燒蝕了的材料帶走。不過可惜的是，目前超短脈沖激光器很難在工業(yè)生產中得到應用。主要的原因是，平均功率低導致加工速度慢，所以很難與自動化材料處理設備相結合，此外就是激光器體積比較大（專用的激光器都是搭建在光學平臺上）。
 
能夠同時滿足在幾十個微米的面積內有合適的光通量，并且平均功率在幾十或者幾百個瓦特的超短脈沖激光器的研制很難實現。因為在稍大于燒蝕閾值（≤1J/cm2）時，燒蝕的質量最好，所以，激光脈沖能量不能超過10 μJ。這樣，提供平均功率的唯一方法就是增加激光的重復頻率，大于傳統的調Q范圍（使用普克爾盒時，該范圍≤500kHz）。