(1)金属前苏联Anisimov SI等人于1975年第一次提出了超短脉冲烧蚀金属材料的双温模型。该模型从一维非稳态热传导方程出发，考虑到超短脉冲作用时，存在光子与电子、电子与晶格两种不同的相互作用过程，列出了电子与晶格的温度变化微分方程，即双温方程。一些学者以该模型为基础，在不同的激光脉宽下对双温方程进行约化，求得解析解"-。发现当激光脉宽远远小于晶格的受热时间时，烧蚀时间不依赖于激光脉宽。试验得到的金属铜材料的烧蚀速率与双温模型基本一致。1999 年，Falkovsky L A和Mishchenko E G基于玻尔兹曼方程和费米狄拉克配分函数提出热电子爆炸模型来描述金属材料中的超快形变。2002年，chen J K等人综合双温模型及电子爆炸模型，假定单轴应变三维高压条件，提出了一系列相关联的瞬时热弹性变形方程。数值结果表明，超短激光脉冲烧蚀过程中，非熔融态损伤占支配地位，这种非熔融态损伤的主要动力来源于热电子爆炸力。
(2)透明介质 1990年，Hand D P和RusseU P St J根据K-K(Kmmers-Kronig)因果关系提出了色心模型，该模型的前提是假设光敏效应产生于缺陷处局域电子的激发。在一定范围内解释了折射率变化的原因。但RusseU、Williams等人分别通过吸收光谱测量及进行K．K变换发现得到的折射率变化与实验结果有两个数量级的差异。随后有学者提出了偶极模型、压力模型、应力压缩模型等。1997年，哈佛大学Maur E领导的小组研究了飞秒激光在熔融SiO2、BK7光学玻璃等透明材料内部产生的微爆炸现象。除化学气相沉积金刚石外，均导致了直径为亚微米的立体像素，通过分析表明：飞秒激光在透明介质中引发的强烈自聚焦效应使激光焦斑尺寸小于衍射极限，微爆炸形成一个微腔，腔周围是高密度材料。2002年，德国 Henyk M等人分析了飞秒激光烧蚀蓝宝石，表明烧蚀的基本过程是由于表面爆炸即库仑爆炸所引起的。另外，该小组还研究了飞秒激光烧蚀NaCl及BaF2等宽带隙晶体材料，同样证实了库仑爆炸的合理性。2003年，Egidijus Vanaga8等人采用纳焦能量的飞秒激光在硼酸硅玻璃形成丘状纳米结构，烧蚀机理与库仑爆炸相一致。丘状烧蚀物没有明显的熔融和环形凹痕，受损部位的横向尺寸小于聚焦样品表面的焦斑4至5倍，这与多光子效应所导致的破坏机理相一致。总之，关于飞秒激光与材料相互作用的物理机制，目前还没有一个统一的看法，这个问题仍然是未来研究的热点。本文整理自激光刻章机、激光雕刻机网。