Ett forskarlag från University of Tokyo publicerade en studie med titeln "Ultrahigh-speed micromachining of sapphire by enhancing laser absorption" i den internationella tidskriften *Communications Engineering*. Studien introducerar en transient selektiv laserbehandlingsmetod som koaxiellt kopplar en enda femtosekundspuls med en enda mikrosekundspuls, vilket möjliggör höghastighetstillverkning av djupa mikro-hål i safir samtidigt som bearbetningseffektivitet och skadekontroll balanseras.
Experimenten använde en enda femtosekundspuls (1030 nm våglängd, 170 fs pulsbredd) och en enda mikrosekundspuls (1070 nm våglängd). Mikrosekundspulsen kom 10 μs tidigare; eftersom safir vid rumstemperatur är mycket transparent för 1070 nm ljus, skedde ingen bearbetning i det skedet. Vid ankomsten av femtosekundpulsen bildades en plasmafilament och utlöste absorption, följt av ihållande uppvärmning och borrning med mikrosekundlasern. Pump-sondsavbildning, hög-fotografering och simuleringar av termisk diffusion och laserutbredning användes för att spåra elektronexcitation, hål{10}}djuputveckling och expansionen av hög-temperaturzonen. Resultaten visade att håldjupet nådde cirka 190 μm inom 39 μs, med en genomsnittlig borrhastighet på 4,86 m/s och en initial topphastighet överstigande 7,5 m/s. Jämfört med konventionell 1 kHz femtosekundspuls-genom-pulsborrning, ökade bearbetningshastigheten med ungefär fyra storleksordningar, och substratsprickbildning under bestrålningsfasen reducerades avsevärt.
