Kuna ülikiired laserid on arenenud äärmiselt keskkonnatundlikest behemotidest kompaktsete ja ülimalt töökindlate laserallikateni, mis sobivad integreerimiseks tööstuslikesse rakendustesse, on nende rakendused muutunud laiemalt levinud, alates meditsiinivaldkonnast kuni kommertselektroonika tootmiseni.
Ülikiirete laserite paremaks kasutamiseks on oluline mõista ülikiirete laserite kasutamise soovitusi, sealhulgas parimat optikat valida, hajutada ja ajahälbeid ning millal tuleks rakenduse puhul kaaluda impulsi kokkusurumist.
Optika valikul võivad ülikiirete laseritega seotud tehnilised väljakutsed valiku raskendada. Nõutav spektraalne katvus, laserkahjustuse lävi (LDT) ja dispersiooni spetsifikatsioonid võivad pidevlaine (CW) või pikema impulsslaseriga harjunud kasutajatele võõrad olla.
Ultrakiirete laserite ülilühikesed impulsilaiused ja väga suured tippvõimsused pakuvad soodsaid tingimusi mitmesuguste rakenduste jaoks.
Spektroskoopia rakendused. Pärast ülikiirete laserite kasutuselevõttu on nende kasutamine spektroskoopias muutunud üldlevinud. Impulsi kestuse vähendamine femtosekundi suurusjärku võimaldab jälgida dünaamilisi protsesse igat tüüpi füüsikas, keemias ja bioloogias. Ülikiirete laserite tulek on pakkunud võimalusi aatomi liikumiste tuvastamiseks ja süvendanud meie arusaamist mitmetest põhiprotsessidest, sealhulgas molekulaarvibratsioonist, dissotsiatsioonist ja fotosünteetiliste valkude energiaülekandest.
Biopildistamine. Ülikiirete laserite ülikõrge tippvõimsus tekitab mittelineaarseid protsesse, mis võivad parandada bioloogilise pildistamise eraldusvõimet, näiteks mitmefotoni mikropildistamine. Bioloogilisest keskkonnast või fluorestseeruvast sihtmärgist mittelineaarse signaali genereerimiseks peavad kaks footonit ruumis ja ajas kattuma. Ühe fotoni protsessid on taustmüra suhtes väga vastuvõtlikud ja mittelineaarsed mehhanismid võivad taustmüra oluliselt vähendada ja seega parandada pildistamise eraldusvõimet.
Materjali töötlemine laseriga. Ultrakiired laserid on oma ülilühikese impulsi kestuse tõttu muutnud laseri mikrotöötluse ja materjalide töötlemise. Ülikiire laserimpulsi enda kestus on lühem kui aeg, mis kulub soojuse difundeerumiseks materjalivõresse. Võrreldes nanosekundiliste impulsslaseritega tähendab see, et ülikiired laserid toodavad palju väiksemat kuumusest mõjutatud tsooni, võimaldades väiksemaid lõikekadusid ja täpsemat töötlemist. Meditsiinivaldkonnas vähendab ülikiire laserlõikuse kõrge täpsus ümbritsevate kudede kahjustusi ja parandab patsiendi kogemust.
