An energy-efficient method and system for processing target material such as microstructures in a microscopic region without causing undesirable changes in electrical and/or physical characteristics of material surrounding the target material is provided. The system includes a controller for generating a processing control signal and a signal generator for generating a modulated drive waveform based on the processing control signal. The waveform has a sub-nanosecond rise time. The system also includes a gain-switched, pulsed semiconductor seed laser having a first wavelength for generating a laser pulse train at a repetition rate. The drive waveform pumps the laser so that each pulse of the pulse train has a predetermined shape. Further, the system includes a fiber amplifier subsystem for optically amplifying the pulse train to obtain an amplified pulse train without significantly changing the predetermined shape of the pulses. The amplified pulses have little distortion and have substantially the same relative temporal power distribution as the original pulse train from the laser. Each of the amplified pulses has a substantially square temporal power density distribution, a sharp rise time, a pulse duration and a fall time. The subsystem also includes a wavelength shifter in the form of an optical fiber for controllably shifting the first wavelength to a second, larger wavelength to obtain an amplified, wavelength-shifted, pulse train. The system further includes a beam delivery and focusing subsystem for delivering and focusing at least a portion of the amplified, wavelength-shifted, pulse train onto the target material. The subsystem may also include a filter coupled to the optical fiber to narrow bandwidth of the amplified, wavelength-shifted, pulse train. The second wavelength may be at the absorption edge of silicon.

Un método y un sistema económicos de energía para procesar el material de la blanco tal como microestructuras en una región microscópica sin causar cambios indeseables en las características eléctricas y/o físicas del material que rodean el material de la blanco se proporciona. El sistema incluye un regulador para generar una señal de control de proceso y un generador de señal para generar una forma de onda modulada de la impulsión basada en la señal de control de proceso. La forma de onda tiene un rato de subida del secundario-nanosegundo. El sistema también incluye un laser ganar-cambiado, pulsado de la semilla del semiconductor que tiene una primera longitud de onda para generar un tren de pulso del laser en una tarifa de la repetición. La forma de onda de la impulsión bombea el laser de modo que cada pulso del tren de pulso tenga una forma predeterminada. Además, el sistema incluye un subsistema del amplificador de la fibra para ópticamente amplificar el tren de pulso para obtener un tren de pulso amplificado sin perceptiblemente cambiar la forma predeterminada de los pulsos. Los pulsos amplificados tienen poca distorsión y tienen substancialmente la misma distribución de energía temporal relativa que el tren de pulso original del laser. Cada uno de los pulsos amplificados tiene una distribución temporal substancialmente cuadrada de la densidad de energía, un rato de subida agudo, una duración del pulso y un rato de la caída. El subsistema también incluye un desplazador de la longitud de onda en la forma de una fibra óptica para controllably cambiar de puesto la primera longitud de onda a un segundo, una longitud de onda más grande para obtener haber amplificado, longitud de onda-cambiado de puesto, tren de pulso. El sistema más futuro incluye una entrega de la viga y un subsistema que se enfoca para entregar y enfocar por lo menos una porción del haber amplificado, longitud de onda-cambiada de puesto, tren de pulso sobre el material de la blanco. El subsistema puede también incluir un filtro juntado a la fibra óptica para enangostar la anchura de banda del haber amplificado, longitud de onda-cambiada de puesto, tren de pulso. La segunda longitud de onda puede estar en el límite de absorción del silicio.