一种应用纳秒脉冲激光以剥离外延芯片的系统，包括一纳秒脉冲激光光机、一加工载台、一扩束镜组、一绕射光学元件、一振镜扫描模块、一视觉辨识模块及一控制单元。纳秒脉冲激光光机提供一激光脉冲光束作为剥离外延芯片的激光加工光源；扩束镜组、绕射光学元件与振镜扫描模块皆位于激光脉冲光束的传递途径上；视觉辨识模块，用以检视激光脉冲光束投射于所欲加工位置的状态；控制单元则以电性连接并使加工载台、振镜扫描模块、视觉辨识模块及纳秒脉冲激光光机同步协作，并搭配特定的激光加工路径，与经适当设计的绕射光学元件，以克服纳秒脉冲激光用于精密加工时，激光热效应的问题，进而实现以纳秒脉冲激光光机对外延芯片进行激光烧蚀的剥离作业。