תהליך הניקוי Nd: YAG לייזר נסתמך על המאפיינים של פולסים אור המיוצר על ידי לייזר, על בסיס תגובות photophysical שנגרם על ידי אינטראקציה בין קורות בעוצמה גבוהה, לייזרים קצר פעמו, ו שכבות מזוהמות. העקרונות הפיזיקליים שלה ניתן לסכם כדלקמן:
א) קרן הנפלטת על ידי הלייזר נספג על ידי שכבת מזוהמת על פני השטח להיות מטופלים.
ב) ספיגת אנרגיה גדולה יוצר פלזמה המתרחבת במהירות (גז בלתי יציב יציב) המייצר גל הלם.
ג) גלי הלם גורמים למזהמים להפוך לשברים והם נדחים.
ד) רוחב דופק האור חייב להיות קצר מספיק כדי למנוע הצטברות חום שיגרום נזק לשטח המטופל.
ה) ניסויים הראו כי כאשר יש תחמוצת על פני השטח של המתכת, הפלזמה נוצרת על משטח המתכת.
פלזמה נוצרת רק כאשר צפיפות האנרגיה היא מעל סף, אשר תלוי בשכבת תחמוצת או מזוהמים להיות מוסר. השפעה זו סף חשוב לניקוי יעיל תוך הבטחת הבטיחות של החומר המצע. יש גם סף שני לנוכחות פלזמה. אם צפיפות האנרגיה עולה על סף זה, החומר המצע ייהרס. על מנת להבטיח ניקוי יעיל תחת ההנחה של הבטיחות של החומר המצע, הפרמטרים לייזר צריך להיות מותאם על פי המצב כך צפיפות האנרגיה של הדופק האור הוא רק בין שני ספים.
כל דופק לייזר מסיר עובי מסוים של השכבה המזוהמת. אם השכבה מזוהמת הוא עבה, פולסים מרובים נדרשים לניקוי. מספר הפולסים הנדרשים כדי לנקות את פני השטח תלוי במידת זיהום פני השטח. תוצאה חשובה המיוצרת על ידי שני סף הוא שליטה עצמית של ניקוי. פעימות אור עם צפיפות אנרגיה מעל הסף הראשון תמיד לדחות את המזהמים עד החומר המצע הוא הגיע. עם זאת, בגלל צפיפות האנרגיה שלה נמוך יותר סף הרס של החומר המצע, המצע לא ניזוק.
