激光清洗在再制造行业、微机电系统(MEMS)和超精密加工行业具有重要的应用前景, 飞机蒙皮激光脱漆技术是激光清洗技术中的一个重要分支。利用10.6 μm的高重复频率CO2激光器对飞机蒙皮(LY12铝合金板材)上的90 μm厚的双层复合油漆层进行去除。研究结果表明, 通过选择合适的扫描间距、激光功率密度及扫描次数, 成功地将飞机蒙皮表面的两层油漆层完全去除, 通过对比试验测试飞机蒙皮在激光除漆前后的抗拉强度、屈服强度、维氏硬度以及粗糙度等力学性能, 发现激光除漆未损伤基底且未改变其力学性能。该种除漆方式较传统除漆方式具有环保无接触、效率高、参数可控以及维护成本低等优点, 为在其他领域应用开拓新的方向。

为了深入理解激光清洗技术清除石质文物表面污染物作用机制，进行了激光清洗砂岩表面墨迹和烟熏污染物实验，得到其清洗阈值，结合理论计算得到此时污染物表面的温度场和应力场的情况，对激光清除机制进行了分析，认为温升引起汽化蒸发以及热应力是其污染物被清除的主要方式。在此基础上，在山西大同云冈石窟进行现场实验，结果表明激光能安全有效去除墨迹和烟熏污染物。

将银镜反应与金属催化化学刻蚀相结合, 在室温附近成功地制备出了硅纳米线尖端阵列, 其长度为4~7 μm, 中间部分的直径在100~300 nm之间。该方法操作简单、高效、无毒、可控以及低成本, 且不需要高温、复杂的设备, 对环境也没有特殊要求。性能测试结果显示: 该硅纳米材料能够有效实现电子发射, 开启电场约为2.7 V/μm(电流密度10 μA/cm2处)；硅纳米尖端阵列的场增强因子约为692, 可应用在场发射器件之上。

针对大口径高通量实验平台面朝上反射镜表面发生的颗粒污染物沉积和损伤现象，提出了一种基于在线监测系统的在线洁净控制方法。通过搭建风刀系统实现了反射镜表面颗粒污染物在线有效洁净处理，利用风帘实现了反射镜表面颗粒污染物在线有效洁净维持，采用图像处理系统快速地实现了在线洁净处理效果的准确评估。实验结果表明，采用风刀吹扫能够减少元件表面颗粒污染物，使用风帘可以有效阻滞颗粒污染物沉降，可应用于反射镜在线洁净维持。

在文物保护领域中，石质文物表面的污染物影响文物美观，更威胁文物保存，因而急需开展文物清洗技术研究以解决这一问题。激光清洗技术与其他清洗方法（化学清洗和微粒子喷射等）相比，具有无损、去污能力强、精确和环保等特点。利用激光清洗技术清除石质文物表面污染物。实验研究了砂岩在激光辐照下的损伤，并结合理论计算，得到砂岩在脉冲激光（波长为1064 nm）辐照下，10次脉冲的激光诱导损伤阈值为73.5 mJ，理论与实验值基本吻合。在激光清除砂岩表面墨迹污染物实验中，得到了激光清洗所需的最佳方式和参数。在此基础上，到四川绵阳碧水寺进行现场实验，结果表明激光能安全有效去除烟熏污染物。

针对高功率固体激光驱动器的安全运行, 提出了覆盖驱动器建设全过程的污染控制方法, 详细介绍了洁净清洗、洁净检测、洁净保护等保障污染控制效果的技术手段, 并介绍了神光-Ⅲ主机装置片状放大器洁净度提升所采取的技术途径, 以及片状放大器光照清洗实验中气溶胶等级随闪光灯照射次数的变化情况。实验结果表明, 神光-Ⅲ主机装置的洁净水平与美国国家点火装置(NIF)接近且优于其他同类装置, 洁净度的大幅提升为装置的安全运行提供了有力保障。

针对高功率激光装置内部最易产生受激布里渊散射(SBS)效应的大口径取样光栅(BSG)元件, 测试了经过化学刻蚀、紫外激光清洗作用处理后, 大口径光学元件BSG侧面在355 nm激光辐照下的损伤阈值、损伤形态以及产生的石英颗粒气溶胶对环境污染程度的分析。结果表明: 经过化学刻蚀, BSG侧面的损伤阈值提高78%, 基本与通光面的损伤阈值相当, 而经过紫外激光处理后的损伤阈值提升不高, 仅为通光面损伤阈值的56%。侧面对比分析了相同激光能量辐照下样片侧面产生的气溶胶污染状况, 结果表明紫外激光处理同样可以提高光学元件侧面产生污染物的阈值, 且对光学元件性能没有影响。通过微观形貌和对通光口径影响分析表明, 紫外激光清洗处理比化学刻蚀具有更好的安全性和适用性。

激光清洗技术与其他清洗方法（化学清洗、超声波清洗等）相比，具有保证清洗对象无损、清洗效果好、精细和无污染等优点，正在被广泛地研究和应用。根据去除原理的不同，激光清洗技术被分类为干式激光清洗、湿式激光清洗和激光等离子体冲击波等方法。在文物保护领域中，石质文物表面的污染物影响文物美观，更严重威胁着文物的保存。在高功率固体激光装置中，光学元件表面的污染物严重影响了激光系统的正常运行。利用激光清洗技术清除砂岩表面的墨迹污染物以及镀金K9玻璃表面颗粒和油脂污染物，利用显微镜、暗场成像法、紫外可见近红外分光光度计、X射线光电子能谱仪等方式检测清洗效果，结果表明清洗效果良好。

针对神光-Ⅲ主机激光装置片状放大器的洁净控制采取了一系列有效措施。除了设计上更有利于洁净控制外, 机械结构件表面残留不挥发性有机污染物也达到了低于1 mg/m2的水平。为了进一步提高放大器洁净度, 进行了光照清洗。实验结果表明:神光-Ⅲ主机装置的洁净水平与美国国家点火装置接近, 光照清洗时内部气溶胶等级维持在5 000~10 000之间, 且绝大部分表面有机残留物在最初几发光照清洗中已被释放, 从而得到一个干净的放大器腔体, 减少了放大器运行时光学元件受污染和损伤的几率。

光学元件表面的颗粒污染物会影响到光学系统的正常运行, 为了解决此污染问题, 采用激光等离子体冲击波清洗法移除K9玻璃表面的SiO2颗粒污染物。在激光器扫描模式下, 实验研究此方法的清洗效果; 在激光单点作用下, 理论计算了颗粒位置、激光作用距离及激光能量对清洗效果的影响, 并以实验加以验证。结果表明, 通过良好地控制激光参量, 采用Nd∶YAG激光清洗K9玻璃表面的SiO2颗粒具有明显的效果; 在激光单点作用下, 计算结果与实验结果规律一致。