自从 20 世纪 60 年代第一台激光器产生以来，具有相干性好、发散角小、能量高度集中等特点的激光在各个领域都得到了广泛的应用，比如激光测距、激光加工、激光通讯等。到了 20 世纪 80 年代，人们发现把高能量的激光束聚焦后照射一些物品的被污染的部位，使被照射的物质发生振动、熔化、蒸发、燃烧等一系列复杂的物理化学过程，可以使污染物最终脱离物品表面，从而实现对表面污染物的清除，这就是激光清洗。此后十几年来，激光清洗已经从实验室内走向了实际应用，用于油污、锈蚀的去除、文物、微电子线路板等各种材料的清洗，并取得了很好的经济和社会效益。

激光清洗的物理原理

脉冲式的激光清洗的过程依赖于激光器所产生的光脉冲的特性，基于由高强度的光束、短脉冲激光及污染层之间的相互作用所导致的光物理反应。其物理原理可概括如下：

(1)激光器发射的光束被需处理表面上的污染层所吸收;

(2)大能量的吸收形成急剧膨胀的等离子体(高度电离的不稳定气体)，产生冲击波;

(3)冲击波使污染物变成碎片并被剔除;

(4)光脉冲宽度必须足够短，以避免使被处理表面遭到破坏的热积累;

(5)实验表明，当金属表面上有氧化物时，等离子体产生于金属表面;

(6)等离子体只在能量密度高于阈值的情况下产生，这个阈值取决于被去除的污染层或氧化层。这个阈值效应对在保证基底材料安全的情况下进行有效清洁非常重要。

等离子体的出现还存在第二个阈值。如果能量密度超过这一阈值，则基底材料将被破坏。为在保证基底材料安全的前提下进行有效的清洁，必须根据情况调整激光参数，使光脉冲的能量密度严格处于两个阈值之间。每个激光脉冲去除一定厚度的污染层。如果污染层比较厚，则需要多个脉冲进行清洗。将表面清洗干净所需要的脉冲数量取决于表面污染程度。由两个阈值产生的一个重要结果是清洗的自控性。能量密度高于第一阈值的光脉冲将一直剔除污染物，直到达到基底材料为止。又因为其能量密度低于基底材料的破坏阈值，所以基底不会受到破坏。

激光清洗系统虽然前期一次性投入较高，但清洗系统可以长期稳定使用，运行成本低，更重要的是，可以实现自动化操作。它以自身的优势和不可替代性在许多领域中逐步取代了传统清洗工艺。随着科学技术的高速发展，激光清洗技术会越来越多地应用于人们的生产和生活中的各个领域。