S brzim razvojem laserske tehnologije, ultrabrzi laser se pojavljuje u očima ljudi. Ima jedinstveni ultrakratki puls, super-snažne karakteristike i može postići visok vršni intenzitet svjetlosti uz nisku energiju pulsa. Pojava tehnologije pojačanja cvrkutanog pulsa (CPA) uvelike poboljšava intenzitet ultrabrzog lasera.
Za razliku od tradicionalnog lasera s dugim-pulsom i kontinuiranog lasera, ultrabrzi laser ima ultrakratak laserski puls, zbog čega je širina spektra laserskog pulsa vrlo velika. Tako širok spektar ima važne primjene u proučavanju atomskih energetskih razina, kemiji laserskog povezivanja itd.
Za pozicioniranje ultrabrzog u odnosu na druge glavne izvore, izvažiteprednosti i mane različitih vrsta lasera.
Prema karakteristikama ultrabrzog laserskog pulsa, možemo upotrijebiti metodu pump{0}}sonde za fotografiranje interakcije između laserskog pulsa i materije u različitim vremenima, kako bismo dobili karakteristike cijelog procesa. Ova je metoda primijenjena na različita područja, kao što je proučavanje dinamike reakcija atoma i molekula i promatranje gibanja elektrona, upotrebom femtosekundnog laserskog pulsa ili čak atosekundnog pulsa za promatranje reakcijskog procesa metodom pump-sonde.
Attosekundni režim na krajnjem kraju je obuhvaćenprimjene atosekundnog pulsirajućeg lasera.
Kada je vršna gustoća snage fokusiranog ultrabrzog lasera veća od 1012w/cm2, intenzitet električnog polja veći je od intenziteta atoma. Omogućuje vrlo jako i izuzetno visoko električno polje, koje može premašiti silu vezivanja elektrona valentnog pojasa, čineći elektronički sustav molekula i atoma uvelike promijenjenim. Koristeći to svojstvo, možemo proučavati neobične pojave unutar atoma uzrokovane ultrabrzim laserom. Osim toga, ultrabrzi laser pokazuje i druge različite karakteristike, kao što je malo područje zahvaćeno toplinom, učinak može premašiti granicu optičke difrakcije i izvrsne karakteristike prostornog odabira.
Interakcija između ultrabrzih i super intenzivnih laserskih impulsa i materije jedna je od trenutno najaktivnijih istraživačkih tema. Ima širok raspon primjena u novim akceleratorima čestica, ultrabrzim visokoenergetskim izvorima X-zraka i tako dalje. Istodobno, sadrži mnoge teorijske i eksperimentalne istraživačke teme, uključujući mnoge važne grane fizike, kao što su laserska fizika, atomska i molekularna fizika, nelinearna optika, fizika plazme, termodinamika i tako dalje.
Kontinuiranim razvojem tehnologije ultrakratkih laserskih impulsa, eksperimentalno su proizvedeni periodični ultrakratki pulsevi visokog{0}}intenziteta, koji pružaju eksperimentalna sredstva bez presedana i ekstremne fizičke uvjete za proučavanje interakcije između svjetlosti i materije. To je otvorilo novo istraživačko polje interakcije između svjetlosti i materije, proizvelo tako-ekstremnu nelinearnu optiku, uvelike obogatilo istraživački sadržaj optike i proširilo istraživanje interakcije između lasera i raznih oblika materije kao što su atomi, molekule, ioni, elektronički klasteri i plazma do raspona jakog polja izrazito nelinearnih i relativnosti.
U procesu interakcije između ultrabrzog super intenzivnog lasera i materije, uz kontinuirano poboljšanje intenziteta lasera, povećavaju se sve vrste nelinearnih učinaka, kao -harmonici visokog reda, ionizacija praga, tunelska ionizacija i tako dalje. Štoviše, periodički ultrakratki laserski puls gubi jedinstvene periodične karakteristike valnog fenomena, što dovodi do niza novih fizikalnih pojava i zakona. Pruža novi eksperimentalni alat za koherentnu kontrolu, nelinearnu optiku i kontrolu novonastalog SUBPERIODIČNOG elektroničkog valnog paketa. Također pruža novu ljestvicu mjerenja vremena, atosekundu, koja može imati važan utjecaj na mnoge discipline.
S aspekta obrade materijala, od pojave ultrabrzog lasera, zbog svog ultrabrzog vremena i visokih karakteristika vršne vrijednosti, on može brzo i precizno koncentrirati energiju u području djelovanja i ostvariti ne-toplo-hladnu obradu gotovo svih materijala. Ostvarene su prednosti visoke preciznosti i niske štete s kojima se tradicionalni laser ne može mjeriti. Ove jedinstvene prednosti mikrosekundnog lasera naširoko su korištene u mikroprocesiranju materijala, izradi nanostruktura, fotonskim uređajima, pohranjivanju visoke -gustoće, medicinskom bioinženjeringu itd.
Ultra{0}}znanost o ultrabrzom laseru vrlo je mlada nova tema koja je na pragu velikog otkrića. Posljednjih godina, s probojem i komercijalizacijom pikosekundnog, femtosekundnog lasera velike-snage i ultrabrze laserske tehnologije s vlaknima, ultrabrzi laser prešao je iz laboratorija u praktičnu industrijsku proizvodnju i primjenu, postavši vrući smjer u akademskoj zajednici i industriji laserskih aplikacija.
Ultrabrzi laser može riješiti mnoge probleme obrade koje je teško postići konvencionalnim metodama, kao što su visoka, precizna, oštra, tvrda, teška itd., postići nevjerojatan kapacitet obrade, kvalitetu obrade i učinkovitost obrade te generirati značajne ekonomske i društvene koristi.
S pokretanjem i razvojem "industrije 4.0" i "made in China 2025" u Njemačkoj, potražnja za visoko-proizvodnjom, inteligentnom proizvodnjom i visoko-preciznom proizvodnjom značajno će porasti u budućnosti, a ultrabrzi laser i napredna mikro-nano tehnologija obrade otvorit će nove prilike za brzi razvoj. Procjenjuje se da će ukupni obujam tržišta ultrabrzog lasera premašiti 1,5 milijardi američkih dolara do 2020. godine.