脈沖式的Nd:YAG激光清洗的過程依賴于激光器所產(chǎn)生的光脈沖的特性，在高強度的光束、短脈沖激光及污染層之間的相互作用下所導(dǎo)致的光物理反應(yīng)。它的物理原理可概括以下6點：
1）光脈沖的寬度必須足夠的短，才能避免使被處理表面遭到破壞的熱積累。
2）強大的沖擊波使污染物變成碎片并被剔除。
3）實驗證明當金屬表面上有氧化物的時候，等離子體就會產(chǎn)生于金屬表面。
4）激光器發(fā)射的光束被需要處理表面上污染層所吸收。
5）大能量的吸收形成急劇膨脹的等離子體（高度電離的不穩(wěn)定氣體），產(chǎn)生沖擊波。
6）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(shù)量取決于表面污染程度。由兩個閾值產(chǎn)生的一個重要結(jié)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。然而，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。
等離子體只在能量密度高于閾值的情況下產(chǎn)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(yīng)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(xiàn)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(jù)情況調(diào)整激光參數(shù)，使光脈沖的能量密度嚴格處于兩個閾值之間。
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