В частности, для систем с высокой импульсной энергией различные нелинейные эффекты могут исказить временную и пространственную форму импульса или даже повредить усилитель из - за эффекта самофокусировки. Эффективным способом подавления этого эффекта является использование усилителя чирикающих импульсов (CPA), в котором импульс сначала расширяется дисперсией до длины, такой как 1ns, затем усиливается и, наконец, дисперсионно сжимается. Другой менее распространенной альтернативой является использование субимпульсных усилителей. Другим важным методом является увеличение площади модуля усилителя для снижения интенсивности света.

Для однопроходных усилителей эффективная экстракция энергии возможна только в том случае, если длина импульса достаточно длинная, чтобы позволить импульсному потоку достичь уровня насыщенного потока без сильного нелинейного эффекта.
Различные требования к сверхбыстрым усилителям отражаются в различиях в энергии импульса, длине импульса, скорости повторения, средней длине волны и т. Д. Поэтому необходимо использовать разные устройства. Ниже приведены некоторые типичные показатели производительности, полученные для различных типов систем:
Волоконно - оптический усилитель, легированный иттербием, может увеличить 10 - секундную последовательность импульсов до средней мощности 10 Вт при 100 МГц. (Система с такой способностью иногда называется сверхбыстрым волоконно - оптическим лазером, хотя на самом деле это устройство усилителя мощности основного генератора.) Пиковая мощность 10 кВт относительно легко достигается с помощью волоконно - оптического усилителя с большой площадью модуля. Но если использовать фемтосекундные импульсы, такая система будет иметь очень сильный нелинейный эффект. Начиная с фемтосекундных импульсов, а затем с увеличением чирикающих импульсов, можно легко получить несколько микроджоулей энергии или, в крайнем случае, больше 1 мДж. Другим способом является увеличение параболических импульсов в оптическом волокне с нормальной дисперсией, а затем дисперсионное сжатие импульсов.
Мультифунные усилители, такие как усилители на основе титана: сапфира, могут обеспечить большую площадь модуля и, таким образом, генерировать выходную энергию порядка 1J с относительно низкой частотой повторения импульсов, например, 10 Гц. Для подавления нелинейных эффектов требуется несколько наносекунд импульсного растяжения. Позже сжатие до 20fs, пиковая мощность может достигать нескольких десятков тераватт (ТВт); Самые современные крупногабаритные системы могут достигать пиковой мощности более 1 ПВт, что на порядковом уровне в Пиве. Например, более мелкие системы могут генерировать импульсы 1 мДж при 10 кГц. Усиление многоканального усилителя обычно находится на уровне 10 дБ.