Pulsni Nd: YAG proces čišćenja lasera zasniva se na karakteristikama svjetlosnih impulsa koje proizvodi laser, na osnovu fotofizičkih reakcija uzrokovanih interakcijom između snopa visokog intenziteta, kratkotrajnih impulsnih lasera i kontaminiranih slojeva. Njegovi fizički principi mogu se sažeti na sljedeći način:
a) Greda koju emitira laser apsorbira kontaminirani sloj na površini koja se tretira.
b) Apsorpcija velike energije formira plazmu koja se brzo širi (visoko ionizovani nestabilni gas) koja proizvodi udarni talas.
c) Udarni valovi uzrokuju da kontaminanti postanu fragmenti i odbacuju se.
d) Širina svetlosnog impulsa mora biti dovoljno kratka da se izbegne stvaranje toplote koja bi oštetila površinu koja se tretira.
e) Eksperimenti su pokazali da kada postoji oksid na površini metala, plazma se stvara na površini metala.
Plazma se stvara samo kada je gustina energije iznad praga, što zavisi od uklanjanja kontaminiranog ili oksidnog sloja. Ovaj efekat praga je važan za efikasno čišćenje uz osiguravanje sigurnosti materijala podloge. Postoji i drugi prag za prisustvo plazme. Ako gustina energije prelazi ovaj prag, materijal podloge će biti uništen. Da bi se osiguralo efikasno čišćenje pod pretpostavkom da se osigura sigurnost materijala podloge, parametri lasera moraju biti prilagođeni situaciji tako da je gustoća energije svjetlosnog impulsa strogo između dva praga.
Svaki laserski puls uklanja određenu debljinu kontaminiranog sloja. Ako je kontaminirani sloj gust, potrebno je više impulsa za čišćenje. Broj impulsa potrebnih za čišćenje površine ovisi o stupnju kontaminacije površine. Važan rezultat koji proizilaze iz ova dva praga je samokontrola čišćenja. Svjetlosni impulsi sa gustoćom energije iznad prvog praga uvijek će odbaciti kontaminante dok se ne postigne materijal podloge. Međutim, zbog toga što je gustina energije niža od praga razaranja materijala podloge, podloga nije oštećena.
