Un gruppo di ricerca dell'Università di Tokyo ha pubblicato uno studio intitolato "Ultrahigh-speed micromachining of sapphire by optimization laser assorbimento" sulla rivista internazionale *Communications Engineering*. Lo studio introduce un metodo di elaborazione laser selettivo transitorio che accoppia coassialmente un singolo impulso al femtosecondo con un impulso al microsecondo, consentendo la fabbricazione ad alta-velocità di micro-fori profondi nello zaffiro bilanciando al tempo stesso l'efficienza di elaborazione e il controllo dei danni.
Gli esperimenti hanno utilizzato un singolo impulso al femtosecondo (lunghezza d'onda 1030 nm, larghezza dell'impulso 170 fs) e un impulso singolo al microsecondo (lunghezza d'onda 1070 nm). L'impulso al microsecondo è arrivato 10 μs prima; poiché lo zaffiro a temperatura ambiente è altamente trasparente alla luce di 1070 nm, in quella fase non è avvenuta alcuna lavorazione. All'arrivo dell'impulso al femtosecondo, si è formato un filamento di plasma che ha innescato l'assorbimento, seguito da un riscaldamento prolungato e dalla perforazione da parte del laser al microsecondo. Sono state utilizzate immagini di pompe-sonda, fotografie ad alta-velocità e simulazioni di diffusione termica e propagazione laser per monitorare l'eccitazione degli elettroni, l'evoluzione della-profondità delle lacune e l'espansione della zona ad alta-temperatura. I risultati hanno dimostrato che la profondità del foro ha raggiunto circa 190 μm in 39 μs, con una velocità media di perforazione di 4,86 m/s e una velocità di picco iniziale superiore a 7,5 m/s. Rispetto alla perforazione convenzionale a impulsi di femtosecondi da 1 kHz-per-impulso, la velocità di elaborazione è aumentata di circa quattro ordini di grandezza e la rottura del substrato durante la fase di irradiazione è stata significativamente ridotta.
