Curățarea cu laser în impulsuri se bazează pe caracteristicile impulsurilor de lumină generate de laser, bazate pe o reacție fotofizică cauzată de interacțiunea dintre un fascicul de-intensitate mare, laser cu impuls-scurt și stratul de contaminant. Principiul său fizic poate fi rezumat după cum urmează:
(a) Raza laser emisă de laser este absorbită de stratul contaminant de pe suprafața de tratat.
(b) Absorbția energiei mari formează o plasmă cu expansiune rapidă (un gaz foarte ionizat, instabil), generând o undă de șoc.
(c) Unda de șoc se fragmentează și îndepărtează contaminanții.
(d) Lățimea impulsului trebuie să fie suficient de scurtă pentru a evita acumularea de căldură care ar putea deteriora suprafața tratată.
(e) Experimentele arată că plasmă este generată pe suprafețele metalice atunci când sunt prezenți oxizi.
Plasma este generată numai atunci când densitatea de energie este peste un prag, care depinde de nivelul de contaminant sau de oxid care este îndepărtat. Acest efect de prag este crucial pentru o curățare eficientă, asigurând în același timp siguranța materialului substratului. Există, de asemenea, un al doilea prag pentru generarea de plasmă. Dacă densitatea de energie depășește acest prag, materialul substratului va fi deteriorat. Pentru a asigura o curățare eficientă, menținând în același timp siguranța materialului substratului, parametrii laserului trebuie ajustați pentru a menține densitatea de energie a impulsului luminos strict între aceste două praguri. Fiecare impuls laser îndepărtează un strat de contaminare de o anumită grosime. Dacă stratul de contaminare este gros, sunt necesare mai multe impulsuri pentru curățare. Numărul de impulsuri necesare pentru curățarea suprafeței depinde de gradul de contaminare a suprafeței. O consecință importantă a celor două praguri este auto{8}}controlul procesului de curățare. Impulsurile de lumină cu densități de energie mai mari decât primul prag vor continua să elimine contaminanții până când ajung la materialul substratului. Cu toate acestea, deoarece densitățile lor de energie sunt sub pragul de deteriorare al materialului substratului, substratul nu va fi deteriorat.