随着人们对高档石材清洗精度要求的不断提升以及环境保护意识的增强，激光清洗作为一种新兴的清洗技术，逐渐被广泛认可和应用。激光清洗技术通过使用高速激光束，能够高效地去除待清洗表面的附着物，具有节省时间、减少人力及水资源的优势，且安全可靠、适用范围广泛，并便于实现自动化控制。特别是在对石雕、石材细节结构及旧石材文物的清洗中，激光清洗展现出显著的优势，远超过许多传统清洗方法。因此，激光清洗可视为清洗技术的一项重要进展，其推广应用将极大地提升石材清洗行业的效率。激光清洗的工作原理包括激光脉冲的振动、颗粒的热膨胀，以及分子的光分解或相变等，这些作用力有效地克服了污垢与基材表面之间的结合力，从而完成清洗过程。

根据对基材和污垢光学特性的分析，激光清洗的机制可分为两种类型：一种是通过基材与附着在表面的污垢在特定波长下的激光能量吸收系数存在差异，使激光能量被污垢完全吸收，从而导致污垢加热、膨胀或蒸发。蒸发产生的蒸汽流会推动污垢脱离基材，从而实现清洗效果。在这一过程中，基材对激光能量的吸收系数应相对较小。

污垢与石材表面之间的结合主要依赖于物理力和弱化学力。弱化学力包含氢键和电荷转移产生的结合能，而物理力则涉及范德华力（包括静电力、诱导力和色散力）及毛细力。天然石材比其他材料更难清洁，主要是因为它内部存在大量微孔。这些微孔中的毛细效应不仅增强了污垢与石材的结合力度，还限制了各种清洗方法的效果，使其难以发挥作用。

石材表面清洁污垢的过程通常是多种方法结合使用的。激光束的脉冲频率一般会根据处理的石材类型和污垢情况进行调整，范围在每秒0.5到30个脉冲，脉冲持续时间为8到25纳秒，这样可以提高污垢对光能的吸收效率。此外，激光脉冲的重复频率能够有效地松动石材表面及其微孔内的污垢。当激光的冲击力超过污垢颗粒与基体之间的附着力时，污垢颗粒就会从基体中分离，从而实现清洁效果。

当激光光子的能量超过污垢分子（附着层）的键能时，会依次发生光分解和光剥离现象。例如，KRF准分子激光的光子能量为5电子伏特，足以突破某些有机污垢的化学键，如O-O、H-H、O-H、C-C、C-H和N-H等，因此激光可以破坏这些化学键，从而分解有机物，去除油污。当激光束的能量密度进一步增加时，一些无机污垢，比如由于光分解有机污垢而产生的钾和钠盐，会通过激光加热而膨胀，从基材表面实现热剥离（即光剥离）。

为了充分利用激光的多种功能并提高清洗效果，通常会在清洁表面上事先涂上一些水或水与甲醇或乙醇的混合液。当激光照射到液体膜时，液体膜会因快速加热而发生剧烈蒸发。这种爆炸性效果能够使基材表面的污垢变得松动，并通过冲击波将其击离，从而实现去污的目的。

尽管这种方法中会出现污垢颗粒的振动和热膨胀现象，但爆炸性冲击波的影响是最为明显的。通常，这种冲击波被称为激光覆盖，而基体表面的液膜厚度一般为10微米。