Procesul de purificare cu laser a Nd: YAG pulsatoriu se bazează pe caracteristicile impulsurilor luminoase produse de laser, pe baza reacțiilor fotofizice cauzate de interacțiunea dintre fasciculele de intensitate ridicată, laserele cu impulsuri scurte și straturile contaminate. Principiile sale fizice pot fi rezumate după cum urmează:
a) fasciculul emis de laser este absorbit de stratul contaminat pe suprafața de tratat.
b) Absorbția energiei mari formează o plasmă care se extinde rapid (un gaz instabil instabil) care produce un val de șoc.
c) Valurile șocurilor determină contaminarea să devină fragmente și sunt respinse.
d) Lățimea pulsului de lumină trebuie să fie suficient de scurtă pentru a evita acumularea de căldură care ar deteriora suprafața tratată.
e) Experimentele au aratat ca atunci cand exista un oxid pe suprafata metalului, plasma este generata pe suprafata metalica.
Plasma este generată numai atunci când densitatea energetică este peste prag, ceea ce depinde de îndepărtarea stratului contaminat sau de oxid. Acest efect de prag este important pentru o curățare eficientă, asigurând în același timp siguranța materialului substratului. Există, de asemenea, un al doilea prag pentru prezența plasmei. Dacă densitatea de energie depășește acest prag, materialul substratului va fi distrus. Pentru a asigura o curățare eficientă sub premisa asigurării siguranței materialului substrat, parametrii laserului trebuie reglați în funcție de situație astfel încât densitatea energetică a pulsului luminos să fie strict între două praguri.
Fiecare puls laser îndepărtează o anumită grosime a stratului contaminat. Dacă stratul contaminat este gros, sunt necesare impulsuri multiple pentru curățare. Numărul de impulsuri necesare pentru curățarea suprafeței depinde de gradul de contaminare a suprafeței. Un rezultat important produs de cele două praguri este auto-controlul curățării. Pulsurile de lumină cu o densitate a energiei deasupra primului prag vor respinge întotdeauna contaminanții până când materialul de substrat nu este atins. Cu toate acestea, deoarece densitatea sa de energie este mai mică decât pragul de distrugere a materialului substrat, substratul nu este deteriorat.
