O princípio central do sistema de preparação de extensão de laser de pulso baseia-se na interação do laser com a matéria e na deposição ordenada da película fina. O sistema é composto principalmente por lasers de pulso, câmaras de vácuo, alvos, aquecedores de substrato e módulos de monitoramento. Ao trabalhar, um laser de pulso de alta densidade de energia (geralmente ultravioleta ou ultravioleta profundo) se concentra na superfície do alvo, aquecendo instantaneamente o alvo localmente a milhares de graus Celsius ou até mais, permitindo que os átomos, íons ou moléculas do alvo sejam excitados e desligados da superfície, formando um "brilho" de plasma que contém várias partículas. Em ambientes de vácuo ou atmosferas de gás específicas, essas partículas de alta energia se movem ao longo de uma linha reta para o substrato monocristalino aquecido, com o modelo de grade e as condições de energia fornecidas pelo substrato, ordenadas de acordo com a estrutura cristalina do substrato, e finalmente depositadas para formar uma película monocristalina correspondente à grade do substrato. Durante todo o processo, a largura de pulso do laser, a densidade de energia, a frequência de repetição e os parâmetros como a temperatura do substrato e a pressão atmosférica da câmara podem ser regulados com precisão, proporcionando espaço flexível para a otimização da estrutura e do desempenho da película fina.

No crescimento de película monocristalina, o sistema de preparação de extensão de laser de pulso mostra vantagens significativas. Em primeiro lugar, o controle dos ingredientes é preciso. As propriedades de alta energia do laser podem alcançar a evaporação de quase todos os materiais sólidos, e os componentes alvo podem ser totalmente transferidos para a película fina, evitando eficazmente os problemas de desvio dos componentes que podem ocorrer em técnicas tradicionais como a pulverização, especialmente para a preparação de filmes monocristalinos de compostos múltiplos (como óxidos, nitretos, etc.), garantindo a precisão da relação química da película fina.

Em segundo lugar, a qualidade do cristal é excelente. As partículas no brilho do plasma têm alta energia dinâmica e podem obter energia de difusão suficiente quando depositadas na superfície do substrato, promovendo a disposição ordenada dos átomos e reduzindo os defeitos da grade. Ao mesmo tempo, o controle preciso da temperatura do substrato e o design de correspondência da grade de cristal permitem que a película e o substrato formem uma boa relação de extensão, melhorando significativamente a integridade de cristalização da película monocristalina e as propriedades elétricas e ópticas.

Terceiro, o processo de crescimento é controlado. Ao ajustar os parâmetros do laser, a temperatura do substrato e o ambiente da cavidade, é possível controlar com precisão a taxa de crescimento da película fina, a espessura e até mesmo a preparação de filmes ultrafinas planas ao nível atômico. Além disso, a tecnologia também suporta o crescimento extenso de estruturas heterogêneas, possibilitando a preparação de novos tipos de dispositivos, como supercondutores de alta temperatura, dispositivos quânticos.

Em quarto lugar, a compatibilidade é ampla. A extensão de laser de pulso pode ser aplicada a alvos e substratos de vários materiais, sejam eles metálicos, semicondutores ou isolantes, e a tecnologia pode preparar a película monocristalina correspondente com menos danos ao substrato durante o crescimento, ampliando ainda mais o cenário de aplicação.