脈沖式的Nd:YAG激光清洗的過程依賴于激光器所產(chǎn)生的光脈沖的特性，基于由光束、短脈沖激光及污染層之間的相互作用所導(dǎo)致的光物理反應(yīng)。其物理原理可概括如下：

（1）激光器發(fā)射的光束被需處理表面上的污染層所吸收；

（2）大能量的吸收形成急劇膨脹的等離子體（電離的不穩(wěn)定氣體），產(chǎn)生沖擊波；

（3）沖擊波使污染物變成碎片并被剔除；

（4）光脈沖寬度短，以避免使被處理表面遭到破壞的熱積累；

（5）當(dāng)金屬表面上有氧化物時(shí)，等離子體產(chǎn)生于金屬表面；

（6）等離子體只在能量密度高于閾值的情況下產(chǎn)生，這個(gè)閾值取決于被去除的污染層或氧化層。這個(gè)閾值效應(yīng)對(duì)在基底材料的情況下進(jìn)行清潔。

等離子體的出現(xiàn)還存在二閾值。如果能量密度過這一閾值，則基底材料將被破壞。為在基底材料完整的前提下進(jìn)行清潔，根據(jù)情況調(diào)整激光參數(shù)，使光脈沖的能量密度嚴(yán)格處于兩個(gè)閾值之間。每個(gè)激光脈沖去除污染層。如果污染層比較厚，則需要多個(gè)脈沖進(jìn)行清洗。將表面清洗干凈所需要的脈沖數(shù)量取決于表面污染程度。由兩個(gè)閾值產(chǎn)生的一個(gè)重要結(jié)果是清洗的自控性。能量密度高于一閾值的光脈沖將一直剔除污染物，直到基底材料為止。又因?yàn)槠淠芰棵芏鹊陀诨撞牧系钠茐拈撝?，所以基底不?huì)受到破壞。