脉冲式激光清洗机的过程依赖于激光器所产生的光脉冲的特性，基于由高强度的光束、短脉冲激光及污染层之间的相互作用所导致的光物理反应。其物理原理可概括如下（图1）：
a)激光器发射的光束，被需处理表面上的污染层所吸收；
b)大能量的吸收形成急剧膨胀的等离子体（高度电离的不稳定气体），产生冲击波；
c)冲击波使污染物变成碎片并被剔除；
d)光脉冲宽度必须足够短，以避免使被处理表面遭到破坏的热积累；
e)实验表明当金属表面上有氧化物时，等离子体产生于金属表面。
等离子体只在能量密度高于阈值的情况下产生，这个阈值取决于被去除的污染层或氧化层。这个阈值效应对在保证基底材料安全的情况下进行有效清洁非常重要。等离子体的出现还存在第二个阈值。如果能量密度超过这一阈值，则基底材料将被破坏。为在保证基底材料安全的前提下进行有效的清洁，必须根据情况调整激光参数，使光脉冲的能量密度严格处于两个阈值之间。
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