2020年国家公务员考试常识积累 激光技术

激光技术是20世纪以来继原子能、计算机、半导体之后，人类的又一重大发明，被称为“最快的刀”、“最准的尺”、“最亮的光”。对于备战2020年国家公务员考试的考生而言，激光技术是科技常识部分的高频考点。本文将系统梳理激光技术的基础知识、原理、应用及发展前沿，助力考生高效备考。

一、激光的基本概念
激光（Laser）是“Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation”的缩写，意为“通过受激辐射产生的光放大”。激光的产生基于爱因斯坦在1917年提出的“受激辐射”理论。1960年，美国科学家梅曼成功研制出世界上第一台红宝石激光器，标志着激光技术的诞生。

激光具有四大特性：

1. 方向性强：激光光束发散角极小，几乎是一束平行光，能够长距离传输而不扩散。
2. 亮度高：激光能量高度集中，其亮度可达太阳表面亮度的数亿倍。
3. 单色性好：激光波长范围极窄，颜色纯净。
4. 相干性好：激光波峰波谷同步，便于进行干涉和衍射应用。

二、激光的工作原理
激光产生的核心是“受激辐射”和“粒子数反转”。

• 受激辐射：当原子处于激发态时，若受到外来光子（能量等于激发态与基态能量差）的诱发，会跃迁至低能级，并释放一个与外来光子频率、相位、方向完全相同的 photon，从而实现光放大。
• 粒子数反转：要使受激辐射占主导，必须使高能级上的粒子数多于低能级，这种非平衡状态称为粒子数反转。通过泵浦源（如闪光灯、电流）激励工作物质，可实现粒子数反转。
• 光学谐振腔：两端放置反射镜，使光子反复通过工作物质，不断引发受激辐射，最终形成稳定的激光输出。

三、激光器的组成与分类
激光器通常由三部分组成：工作物质、泵浦源、光学谐振腔。
按工作物质分类：

• 固体激光器（如红宝石、nd:YAG）
• 气体激光器（如He-Ne、CO2）
• 液体激光器（如染料激光器）
• 半导体激光器（如激光二极管）

按输出功率分类：连续激光器、脉冲激光器。

四、激光技术的应用领域

1. 工业领域：激光切割、焊接、打孔、标记，精度高、效率高。
2. 医疗领域：激光手术（如近视矫正、肿瘤切除）、激光美容、牙科治疗。
3. 军事领域：激光测距、激光制导、激光武器（如致盲、反卫星）。
4. 信息领域：激光通信、光盘存储、激光打印机、条码扫描。
5. 科研领域：激光光谱学、激光冷却、核聚变点火（如美国国家点火装置）。
6. 日常生活：激光笔、激光电视、激光测距仪。

五、激光技术发展前沿

• 超快激光：飞秒激光用于精密加工和医学手术，如角膜手术。
• 高功率激光：用于惯性约束核聚变，如中国“神光”装置。
• 量子激光：量子级联激光器在环境监测、医学诊断中作用显著。
• 激光雷达：自动驾驶、地形测绘的核心传感器。

六、备考要点提示

1. 激光发明时间、人物：1960年，梅曼，红宝石激光器。
2. 激光四大特性：方向性强、亮度高、单色性好、相干性好。
3. 激光原理：受激辐射、粒子数反转。
4. 常见应用实例：激光手术、激光武器、激光通信、激光雷达。
5. 中国激光成就：神光系列、超强超短激光装置（如上海超强超短激光实验装置）。

激光技术作为现代科技的重要支柱，在国考常识中常以单选、多选形式出现。考生需理解原理，记忆关键人物和事件，并联系实际应用。通过本文梳理，希望考生能一举掌握激光技术考点，为考试加分。