Το παλμικό Nd: YAG λέιζερ διαδικασία καθαρισμού εξαρτάται από τα χαρακτηριστικά του φωτός παλμών που παράγονται από το λέιζερ, βάσει αντιδράσεις photophysical που προκαλείται από την αλληλεπίδραση μεταξύ της υψηλής έντασης ακτίνες, σύντομη παλμικού λέιζερ και μολυσμένα στρώματα. Οι αρχές της φυσικής μπορεί να συνοψιστεί ως εξής:
(α) την ακτίνα που εκπέμπεται από το laser απορροφάται από τα μολυσμένα στρώμα στην επιφάνεια πρέπει να αντιμετωπίζονται.
(β) η απορρόφηση των μεγάλων ενεργειακών σχηματίζει μια γρήγορα επεκτειμένος πλάσματος (ένα εξαιρετικά ιονισμένο αέριο ασταθές) που παράγει ένα ωστικό κύμα.
(γ) κρουστικά κύματα προκαλούν οι προσμείξεις να γίνει θραύσματα και απορρίπτονται.
(δ) το πλάτος παλμό φωτός πρέπει να είναι αρκετά σύντομο ώστε να αποφευχθεί η συσσώρευση θερμότητας που θα βλάψει την επιφάνεια που αντιμετωπίζεται.
(ε) πειράματα έχουν δείξει ότι, όταν υπάρχει ένα οξείδιο στην επιφάνεια του μετάλλου, το πλάσμα δημιουργείται στην επιφάνεια του μετάλλου.
Το πλάσμα δημιουργείται μόνο όταν η ενεργειακή πυκνότητα είναι πάνω από ένα όριο, η οποία εξαρτάται από το μολυσμένο ή οξείδιο στρώμα αφαιρείται. Το αποτέλεσμα αυτό όριο είναι σημαντικό για τον αποτελεσματικό καθαρισμό, διασφαλίζοντας παράλληλα την ασφάλεια του υλικού υποστρωμάτων. Υπάρχει επίσης ένα δεύτερο όριο για την παρουσία του πλάσματος. Εάν η ενεργειακή πυκνότητα υπερβαίνει αυτό το όριο, θα καταστραφεί το υλικό υπόστρωμα. Προκειμένου να εξασφαλισθεί αποτελεσματικό καθαρισμό υπό την προϋπόθεση της διασφάλισης της ασφάλειας του υλικού υποστρωμάτων, οι παράμετροι λέιζερ πρέπει να προσαρμοστεί ανάλογα με την κατάσταση, έτσι ώστε η ενεργειακή πυκνότητα του φωτός σφυγμού είναι αυστηρά μεταξύ δύο ορίων.
Κάθε παλμό του laser αφαιρεί ένα ορισμένο πάχος του στρώματος του μολυσμένου. Εάν το μολυσμένο στρώμα είναι πάχους, πολλαπλές όσπρια που απαιτούνται για τον καθαρισμό. Ο αριθμός των παλμών που απαιτείται για να καθαρίσετε την επιφάνεια εξαρτάται από το βαθμό μόλυνσης της επιφάνειας. Ένα σημαντικό αποτέλεσμα που παράγεται από τα δύο όρια είναι τον αυτοέλεγχο του καθαρισμού. Παλμοί φωτός με μια ενεργειακή πυκνότητα πάνω από το πρώτο όριο πάντα θα απορρίψει προσμείξεις, μέχρι να φτάσει το υλικό υπόστρωμα. Ωστόσο, επειδή η ενεργειακή πυκνότητα είναι μικρότερη από το κατώφλι της καταστροφής του υλικού υποστρωμάτων, το υπόστρωμα δεν είναι κατεστραμμένο.
