激光清洗的起源，有两个层面，其工艺原理也包含其中。

一在于材料本身的物化特性需要一种较为*地高效地清洗方式。

现代的物品生产制造和存贮乃至使用过程中，工件表层附着物与基材之间的结合影响了工件的外观和后续相关工艺（如焊接），在一些组件质量和可靠性的标准之下，运用外力去除是非常有必要的。

不管运用何种去除方式，都需要解除基材和附着物由于共价键/双偶极子/毛细作用/氢键/吸附力/静电力等各种结合力带来的阻碍。

由于物体表面附着物的成分和结构复杂，激光清洗的作用机理各不相同。一般来说，主要有光气化、光剥离和光振动等几种理论模型。光振动是其中较为典型的一种。其机理过程可见以下示意图。

其过程可以做以下描述：

用快速而集中（高频高能）的脉冲以极大的功率冲击工件表面使其残留物气化挥发，或瞬间受热膨胀而克服表面对粒子的吸附力，使其脱离物体表面，进而达到清洗的目的。

其步骤如下：

※ 激光器中产生的激光束被需要处理的工件表面上的附着层吸收；

※ 大能量的吸收形成膨胀力的等离子体（高度电离的不稳定气体），产生冲击波；

※ 冲击波使附着层发生微小爆裂、粉碎、脱离，变成碎片并被处理；

在这个过程中，激光器产生的光脉冲的特性，基于有高强度的光束、短脉冲激光以及污染层之间的相互作用所导致的光物理反应（激光照射在材料上，材料分子会吸收激光分子能量发生跃迁形成分子运动，产生热能，当材料分子热能聚集达到其气化阀值时，材料分子脱离原先位置使得分子链断裂，最终将材料在激光吸收位置分为两个部分）。

大部分的激光清洗过程可见下图

一般来说，附着物与基材对特定激光的吸收效应差别不大时，可以采用光振动方式。

特定的单个脉冲能去除一定厚度的污染层，较厚的污染层需要多个脉冲的激光束；

同时激光束的能量密度低于基底材料的破坏阀值是十分重要的，否则在清洗的过程中由于高度集中的光斑分布能量会造成基底材料在外观和原本的物化特性上的改变。

激光清洗产生的第二个层面在于和几大传统清洗方式的对决中脱颖而出，表现较为抢眼。

我们知道，机械摩擦清洗、化学腐蚀清洗、液体固体强力冲击清洗、高频超声清洗是传统的四大清洗方式。激光清洗和他们的一些对比项目可以参见下表。

从上表中可以看出，与传统清洗方法相比，激光清洗是一种”绿色”的清洗方法。

在效果（干净无残留且不伤基材）、效率（目前流行的脉冲式清洗方式使得符合一定特征要求的激光束能快速到达哪怕是几平方毫米范围的区域并完成一个通常以秒为计的脉冲周期）、成本（无耗材、使用运营简便）等三个指标以及现在流行的环保概念的执行上都有自己的*优势。

从目前来看，激光清洗工艺用来清洗有机或无机的污染物如金属锈蚀/漆层/氧化层/微粒/灰尘/油污等较为常见。

列举一些已成形并具备一定市场规模的激光清洗的典型应用：

轮胎/食品模具、印刷滚筒、石化/船舶/航天/轨道交通、楼宇外墙（如城市涂鸦）/文物保护（如石雕、青铜器、玻璃、纸张、布面、皮质、壁画等）、电路板/半导体晶圆片/元器件针脚去氧化层等微电子行业的除锈除尘除杂和精密零件加工制造中的精确去酯去油清洗等领域。

当然随着现代激光光源技术的发展（有更高效率和更符合既定材料的吸收特征和时空加工特性等）和材料应用的发展，更多的清洗应用将会出现。

展开来讲，激光清洗具有以下典型特征：

※ 能清除的污物类型和适用的工件基材十分广泛，甚至也能做激光毛化/粗糙化/硬化/合金化的工艺（加强后续工艺的粘合度以及改进材料的硬度），有极大的市场潜力；

※ 无化学药剂造成的成本上升和使用过程中的环境污染和人身伤害。

激光清洗模式下的废料基本上都是固体粉末（部分由于激光束的高温性能成为气体自行蒸发）同时无接触工作方式无应力反应造成的工件表面损伤；

※ 激光可以通过光纤传输，与机器手和机器人相配合，一来方便地实现远距离操作，能清洗传统方法不易达到的部位，这在一些危险的场所使用可以确保人员的安全； 二来也可以方便地实现自动化精准操作，提高工效和产能；

※ 除了光纤传输的优势，本设备的高度集成特性也能与各种机械电子自动化系统配合良好，使得激光清洗效率高，节省时间。如可在短短30分钟内洗净模具（视模具规格和污染情况而定）

总体来说，激光清洗的效果可测量、可重复，且过程环保，能够实现自动化。这些优势再加上光源技术的不断改进以产生具体一定特征激光束适应更多应用场合以及设备各类生产环节上的成本下降使得激光清洗机的市场日益扩大。

1）按照工件基材和清洗层对应的较佳吸收激光光谱段，选择好激光波长以及相关特性如光谱的光斑大小、线宽、输出稳定性等-也就是激光器选型工作；

2）清洗层厚度、工效要求（如日清洗面积）以及清洗环境决定的光源功率大小、稳定性和复杂环境下的适应能力/保护措施等；

3）工件形状、清洗表面状态、激光束作用距离和操作方式等决定的设备结构考虑，比如较远距离/不方便移动的工件需要对传输光纤的长度和稳定性提出较高的要求；清洗层的对焦方式会影响设备外光路结构设计如手持式的出光是水平出光还是垂直出光/清洗头的放置方式是手持式还是固定式（如夹持于机械手臂上）；

4）使用的环境条件。比如户外的供电要求，高低温和湿度较大的环境下对设备的保护和出厂前的准备工作等。