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，基于由高強度的光束、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：a)激光器發(fā)射的光束被需處理表面上的污染層所吸收。b)大能量的吸收形成急劇膨脹的等離子體（高度電離的不穩(wěn)定氣體），產(chǎn)生沖擊波。c)沖擊波使污染物變成碎片并被剔除。d)光脈沖寬度必須足夠短，以避免使被處理表面遭到破壞的熱積累。e)實驗表明當(dāng)金屬表面上有氧化物時，等離子體產(chǎn)生于金屬表面。

　　等離子體只在能量密度高于閾值的情況下產(chǎn)生，這個閾值取決于被去除的污染層或氧化層。這個閾值效應(yīng)對在保證基底材料安全的情況下進行有效清潔非常重要。等離子體的出現(xiàn)還存在第二個閾值。如果能量密度超過這一閾值，則基底材料將被破壞。為在保證基底材料安全的前提下進行有效的清潔，必須根據(jù)情況調(diào)整激光參數(shù)，使光脈沖的能量密度嚴格處于兩個閾值之間。

　　激光清洗技術(shù)在武器維護保養(yǎng)上廣泛應(yīng)用。采用激光清洗系統(tǒng)，可以高效、快捷地清除銹蝕、污染物，并可以對清除部位進行選擇，實現(xiàn)清洗的自動化。采用激光清洗，不但清潔度高于化學(xué)清洗工藝，而且對于物體表面幾乎無損害。通過設(shè)定不同參數(shù)，還可以在金屬物體表面形成一層致密的氧化物保護膜或金屬熔融層，提高表面強度和耐腐蝕性。激光清除的廢料對環(huán)境基本上不構(gòu)成污染，還可以進行遠距離操作，有效減少了對操作人員的健康損害。

　　在歐洲激光清洗系統(tǒng)早已應(yīng)用在航空工業(yè)中。飛機的表面過一定時間后要重新噴漆，但是噴漆之前需要將原來的舊漆完全除去。傳統(tǒng)的機械清除油漆法容易對飛機的金屬表面造成損傷，給安全飛行帶來隱患。如采用多個激光清洗系統(tǒng)，可在兩天之內(nèi)將一架A320空中客車表面的漆層完全除掉，且不會損傷到金屬表面。

　　精密機械工業(yè)常常需對零件上用來潤滑和抗腐蝕的酯類及礦物油加以清除，通常是用化學(xué)方法，而化學(xué)清洗往往仍有殘留物。激光去酯可以將酯類及礦物油完全去除，不損傷零件表面。其污染物去除是由沖擊波完成，零件表面氧化物薄層爆炸性氣化形成了沖擊波，導(dǎo)致污物去除，而非機械互作用。材料徹底去酯用于航天工業(yè)機械零件的清理。機械零件加工中的油酯去除同樣可采用激光清洗。

　　激光清洗系統(tǒng)還應(yīng)用于核電站反應(yīng)堆內(nèi)管道的清洗。它采用光導(dǎo)纖維，將高功率激光束引入反應(yīng)堆內(nèi)部，直接清除放射性粉塵，清洗下來的物質(zhì)清理方便。而且由于是遠距離操作，可以確保工作人員的安全。