長期以來，我國制造業的表面處理能力遠遠落后于生產，這也極大地限制了制造業由大到強的進程。隨著“十四五”規劃的實施，尤其是高端制造業和節能減排對先進工藝的需求越來越迫切。在表面處理方面，中國迫切需要全面升級技術和工藝。傳統的清洗工藝，如機械摩擦清洗、化學腐蝕清洗、強沖擊清洗、高頻超聲波清洗等，不僅清洗周期長，難以實現自動化，對環境有不良影響，但也不能達到理想的清洗效果，不能很好地滿足精細加工的需要
然而，隨著環保、高效、高精度之間矛盾的日益突出，其應用面臨著巨大的挑戰。同時，各種有利于環保、適用于超精加工領域零件的清洗技術應運而生，激光清洗技術就是其中之一
激光清洗概念
激光清洗是利用聚焦激光作用于材料表面，快速蒸發或剝離表面污染物，從而實現材料表面清洗的技術。與傳統的各種物理或化學清洗方法相比，激光清洗具有無接觸、無耗材、無污染、精度高、無損傷或損傷小等特點。它是新一代工業清洗技術的理想選擇

激光清洗原理
激光清洗原理復雜。它可能包括物理和化學過程。在許多情況下，它主要是物理過程，伴隨著一些化學反應。主要過程可分為三類，包括氣化過程、沖擊過程和振蕩過程
 
氣化過程
高能激光照射材料表面時，材料表面吸收激光能量并將其轉化為內能，使表面溫度迅速上升，高于材料的蒸發溫度，從而以蒸汽的形式將污染物從材料表面分離出來。當表面污染物的激光吸收率明顯高于基質時，通常會發生選擇性蒸發。一個典型的應用案例是石材表面的污垢清理。如下圖所示，石材表面的污染物對激光有很強的吸收，并迅速蒸發。當污染物被清除，激光照射到石頭表面時，吸收較弱，更多的激光能量被石頭表面散射。石頭表面的溫度變化很小，因此石頭表面不會受到損壞
當使用紫外線激光清潔有機污染物時，通常會發生以化學作用為主的過程，稱為激光燒蝕。紫外激光具有波長短、光子能量高的特點。例如，KrF準分子激光器的波長為248nm，光子能量為5eV，超過CO2激光器（0.12eV）。如此高的光子能量足以破壞有機化合物的分子鍵，使有機污染物中的C-C、C-H和C-O在吸收激光光子能量后斷裂，導致表面開裂、氣化和去除。

沖擊過程
沖擊過程是激光與材料相互作用過程中發生的一系列反應，對材料表面產生沖擊波。在沖擊波的作用下，表面污染物被分解成灰塵或碎片并從表面剝離。產生沖擊波的機制有很多，包括等離子體、蒸汽、快速熱膨脹和冷收縮等。以等離子體沖擊波為例，我們可以簡單了解激光清洗中的沖擊過程如何去除表面污染物。使用超短脈沖寬度（NS）和超高峰值功率（107–1010 wcm2）激光器，即使表面上的激光吸收較弱，表面溫度仍會急劇上升，立即達到汽化溫度以上，并在材料表面形成蒸汽，如下圖（a）所示，蒸汽溫度可達到104-105 K，這可使蒸汽本身或周圍空氣電離，形成等離子體。等離子體將阻止激光到達材料表面，材料表面的蒸發可能停止，但等離子體將繼續吸收激光能量，溫度將繼續升高，形成局部超高溫和超高壓狀態，這將影響材料表面。表面產生1-100 kbar的瞬時沖擊，并逐漸將其傳輸至材料內部，如（c）下面的圖（b）和（b）所示。在沖擊波的作用下，表面污染物分解成微小的灰塵、顆粒或碎片。當激光從照射位置移開時，等離子體立即消失，產生局部負壓，污染物顆粒或碎片從表面移開振蕩過程
在短脈沖作用下，材料的加熱和冷卻過程極其迅速。由于缺少相同材料的熱膨脹系數不同。而在高頻率的激光照射下，會使污染物從基體表面剝離，從而使污染物在短時間內從基體表面脫落。在這種剝離過程中，材料可能不會蒸發，也可能不會產生等離子體。相反，在振蕩作用下，在污染物和基質之間的界面處形成的剪切力破壞了污染物和基質的結合。研究表明，當激光入射角稍大時，激光與顆粒污染物和基體界面的接觸增加，激光清洗閾值降低，振蕩效應更明顯，清洗效率更高。但是，入射角不應太大。過大的入射角會降低作用在材料表面的能量密度，削弱激光的清洗能力