En micro-usinage, le recours aux impulsions ultra-courtes est une solution originale adaptée aux situations pour lesquelles les autres technologies sont soit déjà des technologies laser (impulsion micro ou nano secondes, laser UV) soit des technologies mécaniques spéciales comme l’électroérosion). Les performances de l’usinage femtoseconde sont liées à la nature très peu thermique de l’interaction laser-matière. Les études scientifiques ont en effet montré que, par exemple, la Zone Thermiquement Affectée (ZAT) (zone autour de la zone ablatée par le rayonnement laser), est de l’ordre du micron ou inférieure pour des impulsions femtoseconde, alors que cette même ZAT est de plusieurs dizaines de microns dans le cas d’impulsions nanoseconde. De plus l’énergie d’une impulsion femtoseconde étant concentrée sur un temps très court, les puissances instantanées atteintes peuvent-être très importantes (plusieurs Terawatts). Le seuil d’ablation de tous les matériaux est ainsi dépassé. Les impulsions ultra-courtes permettent donc une action très localisée, sans endommagement des zones non traitées, et sont efficace sur une gamme très large de matériaux.

En fonction des applications visées, les dispositifs de mise en forme de faisceaux peuvent conduire à la réalisation de marquages par modification de la structure interne du matériau, ou de gravure. Dans ce deuxième cas, la profondeur peut-être contrôlée jusqu’à quelques centaines de nanomètres. Les micro-structures de surface réalisable ont des formes pilotables.