Impulss-Nd: YAG laserpuhastusprotsess põhineb laseriga toodetud valgusimpulsside omadustel, mis põhinevad fotofüüsikalistel reaktsioonidel, mis on põhjustatud suure intensiivsusega talade, lühikese impulsslaserite ja saastunud kihtide vastastikmõjust. Selle füüsilised põhimõtted võib kokku võtta järgmiselt:
a) Laseri poolt kiirgav kiirgus neelab töödeldava pinna saastunud kihi.
b) Suure energia neeldumine moodustab kiiresti laieneva plasma (tugevalt ioniseeritud ebastabiilne gaas), mis tekitab lööklaine.
c) Shock-lained põhjustavad saasteainete killustumist ja need lükatakse tagasi.
d) Valgusimpulsi laius peab olema piisavalt lühike, et vältida kuumenemist, mis kahjustaks töödeldavat pinda.
e) Katsed on näidanud, et kui metalli pinnal on oksiid, tekib plasmas metallpinnal.
Plasma tekitatakse ainult siis, kui energiatihedus on üle künnise, mis sõltub saastunud või oksiidikihi eemaldamisest. See läviväärtus on oluline tõhusa puhastamise jaoks, tagades samal ajal substraadi materjali ohutuse. Plasma olemasolu jaoks on ka teine künnis. Kui energiatihedus ületab selle künnise, hävitatakse substraadi materjal. Selleks, et tagada substraadimaterjali ohutuse tagamise eelduseks tõhus puhastamine, tuleb laserparameetreid vastavalt olukorrale reguleerida nii, et valgusimpulssi energiasagedus oleks rangelt kahe künnise vahel.
Iga laserimpulss eemaldab saastunud kihi teatud paksuse. Kui saastunud kiht on paks, on puhastamiseks vaja mitmeid impulsse. Pinna puhastamiseks vajalike impulsside arv sõltub pinna saastumise astmest. Kahe künnise oluliseks tulemuseks on puhastamise enesekontroll. Valgusimpulssid, mille energiatihedus on üle esimese künnise, lükkavad saasteained alati tagasi, kuni substraadi materjal on saavutatud. Kuid kuna selle energiatihedus on madalam kui substraadi materjali hävimislävi, ei ole põhimik kahjustatud.
