自從 20 世紀 60 年代第一臺激光器產生以來，具有相干性好、發散角小、能量高度集中等特點的激光在各個領域都得到了廣泛的應用，比如激光測距、激光加工、激光通訊等。到了 20 世紀 80 年代，人們發現把高能量的激光束聚焦后照射一些物品的被污染的部位，使被照射的物質發生振動、熔化、蒸發、燃燒等一系列復雜的物理化學過程，可以使污染物最終脫離物品表面，從而實現對表面污染物的清除，這就是激光清洗。此后十幾年來，激光清洗已經從實驗室內走向了實際應用，用于油污、銹蝕的去除、文物、微電子線路板等各種材料的清洗，并取得了很好的經濟和社會效益。

激光清洗的物理原理

脈沖式的激光清洗的過程依賴于激光器所產生的光脈沖的特性，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致的光物理反應。其物理原理可概括如下：

(1)激光器發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(高度電離的不穩定氣體)，產生沖擊波;

(3)沖擊波使污染物變成碎片并被剔除;

(4)光脈沖寬度必須足夠短，以避免使被處理表面遭到破壞的熱積累;

(5)實驗表明，當金屬表面上有氧化物時，等離子體產生于金屬表面;

(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，必須根據情況調整激光參數，使光脈沖的能量密度嚴格處于兩個閾值之間。每個激光脈沖去除一定厚度的污染層。如果污染層比較厚，則需要多個脈沖進行清洗。將表面清洗干凈所需要的脈沖數量取決于表面污染程度。由兩個閾值產生的一個重要結果是清洗的自控性。能量密度高于第一閾值的光脈沖將一直剔除污染物，直到達到基底材料為止。又因為其能量密度低于基底材料的破壞閾值，所以基底不會受到破壞。

激光清洗系統雖然前期一次性投入較高，但清洗系統可以長期穩定使用，運行成本低，更重要的是，可以實現自動化操作。它以自身的優勢和不可替代性在許多領域中逐步取代了傳統清洗工藝。隨著科學技術的高速發展，激光清洗技術會越來越多地應用于人們的生產和生活中的各個領域。