看微米制造中的熱量問題如何解決-推薦激光技術：
 
熱量通常總會帶來麻煩。毫無疑問，無論是疊層集成電路還是可植入式醫療設備，我們所制造產品的尺寸在不斷縮小。微電子領域面臨的挑戰是：如何通過設計和材料工程，以控制設備運轉時產生的熱量。在醫療設備領域，熱量管理面臨的挑戰已迫在眉睫。

現在，植入式和離體式醫療設備已經普遍具備細微和精密的特征。該特征要求一種新的制造工具，能夠加工出微米級解析度特征，且不會向零件其它部分傳遞熱量。熱影響區域(HAZ)不僅危害設備完整性，而且會減低產量，增加昂貴的后處理步驟。

微米制造中熱量問題的一個解決方案是超快激光技術，該技術具備獨特的革命性功能，能夠冷燒蝕任何材料，無論是金屬、絕緣體還是聚合物。為了理解超快技術為何能帶來如此徹底的進步，有必要詳細介紹該技術與連續波(CW)、長脈沖（皮秒及更長）激光技術之間的根本性差異。

連續波激光通過熱力學過程進行燒蝕，通過相變或燃燒，對目標晶格進行局部加熱。飛秒級脈沖激光則在700至800飛秒脈沖里釋放數十微焦的能量。而超快激光聚焦的光斑尺寸范圍為30微米至衍射極限，將產生非常高的光強。伴隨高光強的是能夠引發目標多光子電離化的電場。光致電離將導致等離子體形成，緊接著是目標離子的靜電放射。

不過，僅僅將目標離子化是不夠的。包括離子化、等離子體形成和庫侖爆炸的全部過程所需的時間，必須小于熱量擴散至被燒蝕材料體積所需的時間。

簡而言之，超快激光的每一脈沖清除材料塊的速度必須快于熱量由當前位置擴散至相鄰材料的速度，有點像三張紙牌游戲。不過，就像人行道上的紙牌游戲一樣，這不是魔術竅門，僅僅是甲比乙移動更快的例子。

這指出了為什么激光技術的脈沖持續時間是非常重要的參數，它決定了燒蝕過程是無熱的、導熱的，還是兩者混合。的確，皮秒(10-12秒)甚至納秒(10-9秒)級脈沖激光能夠引發目標多光子電離化。難點在于：較長的脈沖將導致激光傳遞的熱量擴散到整個燒蝕體積，從而進入目標周圍的晶格。甚至，2至3皮秒的脈沖由于處理目標的時間足夠長，以至于會產生熱平衡。總的來說，零件的熱擴散會產生熱損傷，無論是熱影響區、融化區域、重鑄，還是渣滓，都改變了微結構。