【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及固体超快激光器领域，具体涉及一种通过腔内激发高阶模提高输出功率的再生放大器及方法。
技术介绍
1、再生放大器作为一种具备高增益、高光束质量、高稳定性等诸多优势的激光放大器，一直以来都是人们实现高增益激光脉冲放大的首选方式，受到广泛关注和深入研究。近几十年来，再生放大器不断朝着更高的单脉冲能量和更高的平均功率发展。再生放大器作为激光放大器，其输出的脉冲能量受增益材料的增益和储能能力所限制，这一方面的突破主要依靠激光材料的开发以及泵浦技术的改进。
2、目前报道的掺镱晶体再生放大器腔内的震荡模式均为基模，而泵浦光光斑大小通常大于信号光，且发散快，因此基模震荡模式的再生放大器对泵浦光能量的提取能力有限。但如果在腔内使用高阶模去提高整个激光器的功率，又无法保证输出端为基模输出。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种通过腔内激发高阶模提高输出功率的再生放大器及方法，能够通过激发高阶模提高再生放大器输出功率，并保证再生放大器输出光为基模。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种通过腔内激发高阶模提高输出功率的再生放大器，包括按照光路顺序方向设置的掺镱光纤振荡器、脉冲展宽器、晶体再生放大器模块、脉冲压缩器；
4、掺镱光纤振荡器用于产生初始激光脉冲；
5、脉冲展宽器用于对初始激光脉冲进行展宽；
6、晶体再生放大器用于激发高阶模式对激光脉冲放大；
7、脉冲压缩器用于对放大后的
8、所述晶体再生放大器按照光路顺序依次包括偏振分束器pbs2、法拉第旋转器fr、半波片hwp、偏振分束器pbs1；偏振分束器pbs1分光后按照光路顺序依次经过四分之一波片qwp、普克尔盒pc和第一谐振腔端镜em1；经第一谐振腔端镜em1反射后按照光路顺序依次经过普克尔盒pc、四分之一波片qwp、偏振分束器pbs1、45°反射镜hr1、第一凹面镜cm1、第一双色镜dm、激光晶体、第二双色镜dm、第二凹面镜cm2和第二谐振腔端镜em2；还包括用于产生泵浦光的激光二极管ld，所述泵浦光经过第二凸透镜l2后通过45°反射镜hr2和反射镜hr3反射后经凸透镜l1从激光晶体右侧聚焦到激光晶体中；所述反射镜hr3设有旋钮，通过旋钮调整反射镜hr3角度，使得泵浦光在晶体里产生100-300微米的偏移。
9、进一步地，所述激光晶体为yb：caalgdo4激光晶体，其中yb离子的掺杂浓度为2wt％；晶体的尺寸为3×3×8mm。所述初始激光脉冲在激光晶体中的光斑大小为400-500微米，泵浦光在激光晶体中的光斑大小为600-800微米。
10、一种通过腔内激发高阶模提高输出功率的再生放大器的使用方法，基于所述的一种通过腔内激发高阶模提高输出功率的再生放大器，包括以下步骤：
11、s1:利用掺镱光纤激光器产生初始激光脉冲，初始激光脉冲通过脉冲展宽器进行展宽后进入晶体再生放大器；
12、s2:利用晶体再生放大器使得泵浦光与初始激光脉冲之间形成夹角，激发高阶模式对激光脉冲进行放大，提高激光脉冲的功率；
13、s3:利用脉冲压缩器用于对放大后的激光脉冲进行压缩后输出。
14、进一步地，在所述s2中，初始激光脉冲依次经过偏振分束器pbs2、法拉第旋转器fr、半波片hwp、偏振分束器pbs1；偏振分束器pbs1分光后按照光路顺序依次经过四分之一波片qwp、普克尔盒pc和第一谐振腔端镜em1；经第一谐振腔端镜em1反射后按照光路顺序依次经过普克尔盒pc、四分之一波片qwp、偏振分束器pbs1、45°反射镜hr1、第一凹面镜cm1、第一双色镜dm、激光晶体、第二双色镜dm、第二凹面镜cm2和第二谐振腔端镜em2；利用激光二极管ld产生泵浦光；所述泵浦光经过第二凸透镜l2后通过45°反射镜hr2和反射镜hr3反射后经过第一凸透镜l1后从激光晶体右侧聚焦到激光晶体中；所述泵浦光与初始激光脉冲之间呈小角度进入激光晶体激发高阶模式。
15、与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
16、1、提供一种通过腔内激发高阶模提高输出功率的再生放大器及方法，能够提高对泵浦光能量的提取，输出功率高，保证输出光为基模。
17、2、通过掺镱光纤振荡器、脉冲展宽器、晶体再生放大器模块、脉冲压缩器，对初始激光脉冲进行展宽、放大、压缩，结构简单、无需其他部件，能够提高单脉冲能量和平均功率。
18、3、通过旋钮调整反射镜hr3角度，使得泵浦光与信号光发生角度偏移，激发高阶模、显著提高再生放大器的输出功率。
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1.一种通过腔内激发高阶模提高输出功率的再生放大器，其特征在于：包括按照光路顺序方向设置的掺镱光纤振荡器、脉冲展宽器、晶体再生放大器模块、脉冲压缩器；
2.根据权利要求1所述的一种通过腔内激发高阶模提高输出功率的再生放大器，其特征在于：所述激光晶体为Yb：CaAlGdO4激光晶体，其中Yb离子的掺杂浓度为2wt％；晶体的尺寸为3×3×8mm。
3.根据权利要求2所述的一种通过腔内激发高阶模提高输出功率的再生放大器，其特征在于：所述初始激光脉冲在激光晶体中的光斑大小为400-500微米，泵浦光在激光晶体中的光斑大小为600-800微米。
4.一种通过腔内激发高阶模提高输出功率的再生放大器的使用方法，基于权利要求3所述的一种通过腔内激发高阶模提高输出功率的再生放大器，其特征在于：包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的一种通过腔内激发高阶模提高输出功率的再生放大器的使用方法，其特征在于：在所述S2中，初始激光脉冲依次经过偏振分束器PBS2、法拉第旋转器FR、半波片HWP、偏振分束器PBS1；偏振分束器PBS1分光后按照光路顺序依次经过四
...【技术特征摘要】
1.一种通过腔内激发高阶模提高输出功率的再生放大器，其特征在于：包括按照光路顺序方向设置的掺镱光纤振荡器、脉冲展宽器、晶体再生放大器模块、脉冲压缩器；
2.根据权利要求1所述的一种通过腔内激发高阶模提高输出功率的再生放大器，其特征在于：所述激光晶体为yb：caalgdo4激光晶体，其中yb离子的掺杂浓度为2wt％；晶体的尺寸为3×3×8mm。
3.根据权利要求2所述的一种通过腔内激发高阶模提高输出功率的再生放大器，其特征在于：所述初始激光脉冲在激光晶体中的光斑大小为400-500微米，泵浦光在激光晶体中的光斑大小为600-800微米。
4.一种通过腔内激发高阶模提高输出功率的再生放大器的使用方法，基于权利要求3所述的一种通过腔内激发高阶模提高输出功率的再生放大器，其特征在于：包括以下步骤：
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