CN113178767A - 一种多光束多维度扫描的激光杀毒杀菌装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种多光束多维度扫描的激光杀毒杀菌装置和方法。所提供的装置包括：激光器、分光器、传导光纤、平板阵列、偏转单元、扫描电机、转动云台、供电单元和控制模块。所述扫描电机固定于所述平板阵列，所述平板阵列再放置在所述转动云台上。所述平板阵列和转动云台组成激光束的粗扫描机构，由所述转动云台驱动平板阵列做俯仰或水平转动；所述偏转单元和所述扫描电机组成激光束的精扫描机构，由所述扫描电机驱动偏转单元及其出射激光束一起偏转扫描。本发明具有多光束、多维度、多角度、扫描速度快和使用方式灵活、适用范围广的特点。

Description

一种多光束多维度扫描的激光杀毒杀菌装置和方法
技术领域
本发明属于激光杀毒杀菌技术领域，具体涉及一种多光束多维度扫描的激光杀毒杀菌装置和方法。
背景技术
目前进口物品和冷链食品表面新冠病毒的消杀主要采用喷洒液体消毒剂的方式，面临的问题主要有：液体消毒剂在低温环境下容易凝固，影响消毒效果；液体消毒剂易残留、污染食品；由人员近距离实施消毒，增加了消毒人员被感染的风险，而且，人员在低温环境中难以长期停留，影响消毒作业的实施；过多消毒剂的应用，对周围环境容易造成一定程度的污染；病毒在低温环境下存活能力强、对消毒剂可能存在一定的耐受性、导致出现数次冷链食品杀毒失效而再感染的现象等。
虽然最近激光杀毒和电子束杀毒的装置、方法在冷链食品或物流商品的新冠病毒消杀中开始崭露头角，但相关设备在实际中的应用还受到一定限制。现有技术CN112190727A专利“一种基于传送带的紫外激光杀菌消毒***及方法”采用多台紫外激光器输出的线状激光和传送带的输送运动实现激光在目标区域的分布，这种激光辐照方式需要多台激光器同时工作、对不规则物品表面容易出现激光辐照盲区；CN112180585A专利“一种基于光学相控阵扫描方式的激光杀毒装置及方法”采用光学相控阵和光栅藕合器组合方式实现激光二维扫描的激光杀毒装置，其激光强度在辐照区域的分布由耦合光栅的衍射形成、存在能量极强和极弱的不均匀分布状态、而且波导相控阵和光栅器件的制作工艺要求较复杂，限制了这种技术的应用。CN112704176A专利“电子束辐照消杀新型冠状病毒的方法”采用6台辐照器发射电子束分区域、分步骤辐照待消杀物品表面实施消毒，辐照距离和辐照方向受电子束在非真空下偏转的限制。基于此，本领域亟需一种能够快速推向市场且消杀速度快、消杀效果好、使用方便和安全可靠的新冠病毒消杀装置和方法。
发明内容
针对现有技术的上述缺陷或不足，本发明提供了由多个激光束自主偏转扫描和转动云台驱动激光阵列偏转扫描相结合的多光束多维度扫描实施激光杀毒杀菌的装置和方法，该杀毒杀菌装置和方法由电机驱动、非接触实施，使用安全、激光扫描自由度大、扫描角度大、扫描速度快，除可用于新冠病毒的消杀外，也可用于其它病毒或细菌的消杀，具体技术方案如下。
本发明的一种多光束多维度扫描的激光杀毒杀菌装置，包括激光器、分光器、传导光纤、平板阵列、偏转单元、扫描电机、转动云台、供电单元和控制模块：所述激光器为带尾纤输出的激光光源，其产生的激光能量通过长度适宜的传输尾纤输出，所述尾纤为与激光波长相适应的低损耗传输光纤；所述分光器为1分N的光纤耦合分束器，实现将1束输入激光分成N束输出激光的分光功能，N为自然整数且N≥2；所述激光器和所述分光器通过光纤熔接方式连接；所述传导光纤为柔性无源光纤，激光束在其中实现低损耗传输；所述传导光纤和所述分光器的输出光纤通过光纤熔接方式连接；所述平板阵列放置于所述转动云台上，由所述转动云台驱动而带动激光束一起转动；所述偏转单元为单束激光的扩束、准直、匀化光路，用于对分光后的单束激光进行匀光整形，获得光斑能量均匀的宽光束激光输出；
所述扫描电机为单路激光束偏转的动力来源，用于驱动偏转单元转动从而带动出射激光束扫描偏转；所述转动云台为平板阵列的动力来源，驱动所述平板阵列及其携带的偏转单元激光束整体做俯仰或水平旋转扫描；所述供电单元为激光器、控制模块、扫描电机和转动云台提供符合要求的电压值；所述控制模块为所述激光杀毒杀菌装置的总控制器，通过程序控制激光器、转动云台、扫描电机的运转，实现对激光器的运行控制和激光束沿不同角度、不同速度的偏转控制。
可选地，所述激光器为半导体激光器、固体激光器和/或光纤激光器；输出的激光波长可以是单一波长、也可以是可调谐多波长激光；可以是红外波长、可见光波长的激光器，也可以是紫外波长的激光器；可以是连续激光器，也可以是脉冲激光器。
具体地，所述分光器的输入端有1根输入光纤、输出端有多根输出光纤，输入光纤和输出光纤通过光纤耦合而成，输出光纤的数量根据亮度守恒原则和光纤数值孔径匹配原则确定。
具体地，所述传导光纤具有柔韧性，可弯曲、可盘绕放置，其外表装保护铠缆，输出端采用标准光纤接口，可以但不限于QBH、SMA905或D80接口。
具体地，所述平板阵列为具有一定厚度的平面支撑板，其上设有多个规则排列的光纤通孔和支纤座；所述传导光纤穿过支撑板的光纤通孔、与所述偏转单元连接、由支纤座固定。
优选地，所述偏转单元包含但不限于扩束镜、准直镜、匀光镜，激光束经过偏转单元后出射的激光在光轴横截面上的能量分布得到匀化；各偏转单元采用基本相同的光路结构，可以根据入射光束的不同而适当调整；所述偏转单元的输入接口与所述传导光纤的输出端口匹配、稳固连接。
优选地，所述扫描电机固定于所述平板阵列、数量与所述偏转单元一一对应；所述扫描电机的动力轴与所述偏转单元连接，在电控驱动下、扫描电机带动偏转单元偏转，从而带动出射激光束扫描偏转；进一步地，每路偏转单元的扫描电机可以自主二维偏转，从而带动激光束沿不同的方向、不同的速度偏转。
优选地，所述转动云台采用电机驱动机构，按预设程序执行水平转动或俯仰转动，带动所述平板阵列及其携带的偏转单元激光束一起转动。
优选地，所述控制模块对所述激光器、转动云台、扫描电机的运行控制通过程序实施，控制的策略包括对激光器输出性能的设计，对扫描电机偏转运动的设计和对转动云台运动的设计以及这些设计的组合，这些控制策略根据待杀毒杀菌目标的表面特征预先设计，在指导所述激光杀毒杀菌装置运行过程中，可以适时调整。
进一步地，所述的多光束多维度扫描激光杀毒杀菌装置，还包括支架，所述支架为整套装置的固定设备，为激光器、分光器、传导光纤、平板阵列、偏转单元、扫描电机、控制模块和供电单元提供安装位置及固定方式。
按照本发明的另一面，还提供了一种采用上述装置的多光束多维度扫描的激光杀毒杀菌方法，其特征在于，基于所述平板阵列和转动云台组成激光束的粗扫描装置，由所述转动云台驱动平板阵列转动进而带动所有激光束整体偏转；所述偏转单元和所述扫描电机组成激光束的精扫描装置，由所述扫描电机驱动带动偏转单元及其出射激光束进行扫描偏转。实施激光杀毒杀菌作业包括以下步骤。
S1、安装固定多光束多维度扫描的激光杀毒杀菌装置。
S2、通过所述供电单元给激光器、扫描电机、转动云台和控制模块提供符合要求的电源电压值。
S3、调整多光束多维度扫描激光杀毒杀菌装置与待杀毒杀菌目标的位置关系，使得所述偏转单元出射的激光束投射到待杀毒杀菌目标的外表面，当电机驱动激光束旋转扫描时，激光束能覆盖待杀毒杀菌目标的外表面；当转动云台带动平板阵列绕待杀毒杀菌目标旋转后，激光束能覆盖待杀毒杀菌目标的其他表面。
S4、接通电源、启动激光杀毒杀菌装置，设置激光器、转动云台和扫描电机的控制策略，使输出激光能量合适、而且通过激光束的偏转扫描、光斑能够全覆盖待杀毒杀菌目标的外表面，实现有效地杀毒杀菌。
S5、开启激光杀毒杀菌装置的激光能量输出，按照预设的运行控制策略，驱动电机偏转、激光束扫描，实施对待杀毒杀菌目标外表面的激光消杀作用，直至完成。
可选地，所述步骤S3中调节所示多光束多维度扫描激光杀毒杀菌装置与待杀毒杀菌目标的位置通过激光器加装的可见指示光调节，由指示光指示的目标位置和光斑大小判断激光束出射的位置、方向和光斑大小。进一步地，出射激光束的光斑形状和大小可以通过调节相应偏转单元的光路***实现。
优选地，所述步骤S4中控制策略的设置根据待杀毒杀菌目标外表面的形状、大小选择，通过上位机软件设置，设置的内容包括：所述激光器的输出功率大小、工作方式（连续或脉冲）、脉冲宽度，扫描电机的偏转角度、方向、速度、扫描周期和转动云台的转向、转速、移动路径等。
进一步地，所述转动云台首先不转动，由扫描电机驱动激光束偏转，激光束辐照待杀毒杀菌物体的某一个正对面，待辐照该表面全部区域后，再驱动转台转动、带动所有激光束绕目标物体的中心转动，对待杀毒杀菌目标的其他表面进行辐照杀毒，直至完成消杀。
优选地，所述偏转单元的各出射激光束采用不同的偏转方向、偏转速度，目的是使激光束扫描覆盖的目标表面区域更宽、避免出现扫描盲区。
总体而言，通过本发明所构思的一种多光束多维度扫描的激光杀毒杀菌装置和方法具备以下技术优点。
1. 将激光器输出的同一激光束通过光纤耦合的方式分成多束，各激光束的输出性能相同，经过后续的匀光整形后，可以使辐照在目标表面各区域的激光能量分布相同，使激光束在目标表面各区域的杀毒杀菌过程可以获得相同的消杀效果。这种相似性也便于杀毒杀菌工艺过程的控制。
2. 用于杀毒杀菌的激光器可选择的余地大，单一波长、多波长、红外波长、紫外波长、脉冲工作、连续工作的激光器都可以，***的适配性强，可以利用激光的热效应杀毒杀菌，也可以利用激光的化学效应使病毒病菌失活。
3. 从偏转单元出射的各激光束在扫描电机驱动下可以独立进行二维偏转，多路激光束又可以随转动云台绕目标物体做俯仰、旋转运动，这增加了激光束扫描的维度，等效增大了激光束的扫描范围，有助于加快激光消杀的速度。随着激光束的偏转，使激光能量可以送达目标表面所有区域，防止辐照盲区的出现。
4. 激光器和分光器之间、分光器和传导光纤之间以及传导光纤和偏转单元之间均采用光纤连接，柔韧性好、传输损耗低，使用方便。
5. 激光束分光采用光纤耦合技术，激光束的偏转由电机驱动实现，用于激光束扩束、准直和匀化的光学器件均采用传统加工工艺，这些技术和工艺都是较为成熟的技术，激光杀毒杀菌装置和方法实现容易。
6. 本发明采用电机和云台驱动光束偏转，电机的运动分别独立控制，且可通过控制编程设计，使激光束能覆盖更宽的目标区域，为实施自动化非接触激光杀毒杀菌作业提供了物质和技术基础。
附图说明
附图1为本发明优选实施例涉及的总体结构示意图。
附图2为本发明优选实施例涉及的另一视角的总体结构示意图。
附图3为本发明优选实施例涉及的平板阵列局部放大结构示意图。
附图4为本发明优选实施例涉及的偏转单元局部放大结构示意图。
附图中所示标号：1、激光器；2、分光器；3、传导光纤；4、平板阵列；5、偏转单元；6、扫描电机；7、转动云台；8、供电单元；9、控制模块。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和具体实施例，对本发明作进一步说明。应当理解，以下实施例仅仅用以解释本发明，并用于限定本发明的范围，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，只要其技术手段没有脱离本发明的思想和要点，仍然在本发明的保护范围之内。
如图1～4所示，本发明实施例提供的一种多光束多维度扫描的激光杀毒杀菌装置，包括激光器1、分光器2、传导光纤3、平板阵列4、偏转单元5、扫描电机6、转动云台7、供电单元8和控制模块9，其中扫描电机6固定于平板阵列4，和偏转单元5一起放置于转动云台7上。
所述激光器1为带尾纤输出的激光光源，通过所述尾纤输出激光能量，尾纤长度根据传输需要选择；进一步地，所述激光器1可以是半导体激光器、固体激光器和/或光纤激光器，激光波长可以选单一波长或可调谐波长，可以选红外波长、可见光或紫外波长的激光器，可以是连续输出或脉冲输出的激光器。本实施例中，选择波长455nm的蓝光半导体激光器作为杀毒杀菌激光光源，激光输出尾纤选择芯径600µm、数值孔径0.22的光纤。
所述分光器2为1分N的光纤耦合分束器，可以将1束输入激光分成N束输出激光，其 输入端有1根输入光纤、输出端有N根输出光纤；输入光纤和输出光纤通过光纤耦合而成，耦 合过程遵循传输光亮度守恒原则和光纤数值孔径匹配原则。具体地说，亮度守恒原则为：
Figure 517010DEST_PATH_IMAGE001
，这里N为分光器的输出光纤数量，N为整数且N≥2；
Figure 902992DEST_PATH_IMAGE002
、
Figure 151571DEST_PATH_IMAGE003
分别为输入光纤包层直径和输出光纤纤芯直径；
Figure 750042DEST_PATH_IMAGE004
、
Figure 436851DEST_PATH_IMAGE005
分别为输入光纤和输出光 纤相应的数值孔径。
光纤数值孔径匹配原则是：
Figure 931417DEST_PATH_IMAGE006
，其中，
Figure 401713DEST_PATH_IMAGE007
、
Figure 69455DEST_PATH_IMAGE008
分别是分光 器输出光纤耦合拉锥后的光纤纤芯直径和数值孔径。
所述分光器2制作时只有满足上述两个基本原则，输入激光和多束输出激光之间的耦合才能实现高效率耦合。本实施例中，所述分光器2的输入光纤选择和所述激光器1的输出尾纤相同，则输出光纤可选择芯径135µm、数值孔径0.22的光纤，分光光束数量达19。
所述传导光纤3为柔性无源光纤，可弯曲、可盘绕放置，其长度根据传输距离需要选择合适的长度，外表加装保护铠缆，输出端采用标准光纤接口，可以但不限于QBH、SMA905或D80接口。为使输出接口小型化、轻型化，本实施例优先选择D80接口。
所述激光器1的尾纤和所述分光器2以及所述分光器2的输出光纤和所述传导光纤3均通过光纤熔接方式连接，具体地为使光纤熔接损耗尽可能低，可通过光纤拉锥熔接实现。
所述平板阵列4为激光束的粗扫描装置，放置于所述转动云台7上，由所述转动云台7驱动而带动所有激光束一起做俯仰或水平旋转运动。具体地，所述平板阵列4为具有一定厚度的平面支撑板，其上设有多个规则排列的光纤通孔和支纤座；所述传导光纤3穿过平面支撑板的光纤通孔、与所述偏转单元5连接、由支纤座固定。
所述偏转单元5为单束激光的扩束、准直、匀化光路，用于对分光后的单束激光进行匀光整形，获得光斑能量均匀的宽光束激光输出。具体地，偏转单元5的数量与分光后的激光束数量相同，每个单元包含但不限于扩束镜、准直镜、匀光镜，经过偏转单元5后出射的激光在光轴横截面上的能量分布得到匀化，光斑直径扩展到10mm以上；各偏转单元5采用基本相同的光路结构，必要时可做适当调整；所述偏转单元5的输入接口与所述传导光纤3的输出端口匹配、稳固连接。
所述扫描电机6为单路激光束偏转的动力来源，与所述偏转单元5一起组成激光束的精扫描装置，由扫描电机6驱动偏转单元5转动进而带动出射激光束做二维扫描偏转。具体地，扫描电机6内嵌于支纤座、固定于所述平板阵列，数量与所述偏转单元5一一对应；所述扫描电机6的动力轴与所述偏转单元5连接，在电控驱动下、扫描电机6带动偏转单元5偏转，从而带动出射激光束偏转；每路偏转单元5的出射激光束可以分别做不同的偏转，多路激光束的偏转在远场形成光幕辐照目标区域。
所述转动云台7为平板阵列4的动力来源，和所述平板阵列4一起组成激光束的粗扫描装置，由所述转动云台7驱动所述平板阵列4及其携带激光束一起运动。具体地，所述转动云台7采用电机驱动机构，按预设程序执行水平转动和俯仰转动，从而带动所述平板阵列4及其携带的偏转单元5激光束一起运动，当角度或高度超过预先设定的限位时，云台可以自动停止转动，并发出警示信息。
所述控制模块9为激光杀毒杀菌装置的主控制器，通过控制程序驱动扫描电机6、转动云台7和激光器1运转，实现对扫描电机6、转动云台7和激光器1工作过程的控制。具体地，控制模块9对所述激光器1、转动云台7、扫描电机6的运行控制通过上位机实施，控制的策略包括对激光器1输出功率、工作波长、脉冲宽度等的设计，对扫描电机6偏转角度、方向、速度的设计和对转动云台7转向、转速的设计以及这些控制的组合等，这些控制策略根据待杀毒杀菌目标的表面特征预先设计，而后用于指导激光杀毒杀菌装置实施激光杀菌杀毒。
所述供电单元8为所述激光器1、控制模块9、扫描电机6和转动云台7提供符合要求的电压值。具体地，供电单元8与所述激光器1、控制模块9、扫描电机6和转动云台7之间有供电线缆连接，通过供电线缆给执行机构提供符合要求的电源电压值。
进一步地，所述的多光束多维度扫描激光杀毒杀菌装置，还包括支架，即整套装置的固定设备，为激光器1、分光器2、传导光纤3、平板阵列4、偏转单元5、扫描电机6、控制模块9和供电单元8提供安装位置及固定方式。
本发明还提供一种多光束多维度扫描的激光杀毒杀菌方法，该方法采用激光束粗扫描和精扫描偏转相结合的方式实施激光杀毒杀菌。具体地，所述平板阵列4和转动云台7组成激光束的粗扫描装置，由所述转动云台7驱动平板阵列4转动进而带动所有激光束整体偏转；所述偏转单元5和所述扫描电机6组成激光束的精扫描装置，由所述扫描电机6驱动带动偏转单元5及其出射激光束进行扫描偏转。激光器1输出的激光经分光器2分成多束后，分别由传导光纤3传输，穿过平板阵列4、与偏转单元5连接；再经偏转单元5整形、匀化后，多束出射激光在目标区域形成能量均匀分布的激光光幕，随着扫描电机6或转动云台7的动力驱动，激光光幕扫描目标区域、辐照目标表面的病毒或细菌，使其外包层的蛋白质凝固、烧蚀、分解而无法吸取营养致最终死亡，达到杀菌杀毒的目的。
进一步地，一种多光束多维度扫描的激光杀毒杀菌方法包括以下步骤。
S1、安装固定多光束多维度扫描的激光杀毒杀菌装置。
S2、通过所述供电单元给激光器、扫描电机、转动云台和控制模块提供符合要求的电源电压值。
S3、调节多光束多维度扫描激光杀毒杀菌装置与待杀毒杀菌目标的位置关系，使所述偏转单元出射的激光束投射到待杀毒杀菌目标的外表面，当扫描电机驱动激光束旋转扫描时，激光束能覆盖待杀毒杀菌目标的外表面；当转动云台带动平板阵列绕待杀毒杀菌目标旋转后，激光束能覆盖待杀毒杀菌目标的其他表面；具体地，利用所述激光器的可见指示光调节，由指示光指示的目标位置和光斑大小判断激光束出射的位置、方向和光斑大小，而后通过调节转动云台与目标的位置关系及偏转单元的光路***，使激光束能覆盖待杀毒杀菌目标的外表面。
S4、接通电源、启动激光杀毒杀菌装置，设置激光器、转动云台和扫描电机的控制策略，使输出激光能量适宜，激光束偏转扫描、光斑能够全覆盖待杀毒杀菌目标的外表面，实现有效杀毒杀菌。具体地，控制策略的设置根据待杀毒杀菌目标外表面的形状、大小选择，通过上位机软件设置，设置的内容包括：所述激光器的输出功率大小、工作方式（连续或脉冲）、脉冲宽度，扫描电机的偏转角度、方向、速度、扫描周期和转动云台的转向、转速、移动路径等。
S5、开启激光杀毒杀菌装置的激光能量输出，按照预设的运行控制策略，驱动电机偏转、激光束扫描，实施对待杀毒杀菌目标外表面的激光消杀作用，直至完成。
进一步地，在控制策略中，将所述偏转单元5的各出射激光束设置成按不同方向、速度偏转，以使激光束扫描覆盖的目标表面区域更宽，避免出现扫描盲区。

Claims (14)

1.一种多光束多维度扫描的激光杀毒杀菌装置，其特征在于包括：激光器（1）、分光器（2）、传导光纤（3）、平板阵列（4）、偏转单元（5）、扫描电机（6）、转动云台（7）、供电单元（8）和控制模块（9）：
所述激光器（1）为带尾纤输出的激光光源，其产生的激光能量通过长度适宜的传输尾纤输出，所述尾纤为与激光波长相适应的低损耗传输光纤；
所述分光器（2）为1分N的光纤耦合分束器，实现将1束输入激光分成N束输出激光的分光功能，N为自然整数且N≥2；
所述激光器（1）和所述分光器（2）通过光纤熔接方式连接；
所述传导光纤（3）为柔性无源光纤，激光束在其中实现低损耗传输；
所述传导光纤（3）和所述分光器（2）的输出光纤通过光纤熔接方式连接；
所述平板阵列（4）放置于所述转动云台（7）上，由所述转动云台（7）驱动而带动激光束一起转动；
所述偏转单元（5）为单束激光的扩束、准直、匀化光路，用于对分光后的单束激光进行匀光整形，获得光斑能量均匀的宽光束激光输出；
所述扫描电机（6）为单路激光束偏转的动力来源，用于驱动所述偏转单元（5）转动从而带动出射激光束扫描偏转；
所述转动云台（7）为平板阵列（4）的动力来源，驱动所述平板（4）阵列及其携带的偏转单元（5）激光束整体做俯仰或水平旋转扫描；
所述供电单元（8）为激光器（1）、控制模块（9）、扫描电机（5）和转动云台（7）提供符合要求的电压值；
所述控制模块（9）为所述激光杀毒杀菌装置的总控制器，通过程序控制激光器（1）、转动云台（7）、扫描电机（6）的运转，实现对激光器（1）的运行控制和激光束沿不同角度、不同速度的偏转控制。
2.如权利要求1所述的多光束多维度扫描的激光杀毒杀菌装置，其特征在于，所述激光器（1）为半导体激光器、固体激光器和/或光纤激光器；输出的激光波长可以是单一波长、也可以是可调谐的多波长激光；可以是红外波长、可见光波段的激光器，也可以是紫外波长的激光器；可以是连续激光器，也可以是脉冲激光器。
3.如权利要求1所述的多光束多维度扫描的激光杀毒杀菌装置，其特征在于，所述分光器（2）的输入端有1根输入光纤、输出端有多根输出光纤，输入光纤和输出光纤通过光纤耦合而成，输出光纤的数量根据亮度守恒原则和光纤数值孔径匹配原则确定。
4.如权利要求1所述的多光束多维度扫描的激光杀毒杀菌装置，其特征在于，所述传导光纤（3）具有柔性，可弯曲、可盘绕放置，其外表装有保护铠缆，输出端采用标准光纤接口，可以但不限于QBH、SMA905或D80接口。
5.如权利要求1所述的多光束多维度扫描的激光杀毒杀菌装置，其特征在于，所述平板阵列（4）为一块平面支撑板，其上设有多个规则排列的光纤通孔和支纤座；所述传导光纤（3）穿过支撑板的光纤通孔、与所述偏转单元（5）连接、由支纤座固定。
6.如权利要求1所述的多光束多维度扫描的激光杀毒杀菌装置，其特征在于，所述偏转单元（5）包含但不限于扩束镜、准直镜、匀光镜，激光束经过偏转单元后出射的激光在光轴横截面上的能量分布得到匀化；各偏转单元采用基本相同的光路结构，可以根据入射光束的不同而适当调整；所述偏转单元（5）的输入接口与所述传导光纤（3）的输出端口匹配、稳固连接。
7.如权利要求1、5、6所述的多光束多维度扫描的激光杀毒杀菌装置，其特征在于，所述扫描电机（6）固定于所述平板阵列（4）、数量与所述偏转单元（5）对应；所述扫描电机（6）的动力轴与所述偏转单元（5）连接，在电控驱动下、扫描电机（6）带动偏转单元（5）偏转，从而带动出射激光束扫描偏转。
8.如权利要求1所述的多光束多维度扫描的激光杀毒杀菌装置，其特征在于，所述转动云台（7）在动力驱动下可按预设程序执行水平转动和俯仰转动，从而带动所述平板阵列（4）及其携带的偏转单元（5）激光束一起转动。
9.如权利要求1所述的多光束多维度扫描的激光杀毒杀菌装置，所述控制模块（9）对所述激光器（1）、转动云台（7）、扫描电机（6）的运行控制通过控制程序实施，控制的策略包括对激光器（1）输出性能的设计，对扫描电机（6）偏转运动的设计和对转动云台（7）运动的设计以及这些设计的组合，这些控制策略根据待杀毒杀菌目标的表面特征预先设计，在指导所述激光杀毒杀菌装置运行过程中，可以适时调整。
10.如权利要求1-9所述的多光束多维度扫描的激光杀毒杀菌装置，其特征在于，还包括支架，所述支架为整套装置的固定设备，为激光器（1）、分光器（2）、传导光纤（3）、平板阵列（4）、偏转单元（5）、扫描电机（6）、控制模块（9）和供电单元（8）提供安装位置及固定方式。
11.一种多光束多维度扫描的激光杀毒杀菌方法，其特征在于，利用如权利要求1-10中任意一项所述的激光杀毒杀菌装置，基于所述平板阵列（4）和所述转动云台（7）组成激光束的粗扫描装置，由所述转动云台（7）驱动平板阵列（4）转动进而带动所有激光束整体偏转；所述偏转单元（5）和所述扫描电机（6）组成激光束的精扫描装置，由所述扫描电机（6）驱动带动偏转单元（5）及其出射激光束进行扫描偏转；实施激光杀毒杀菌作业基于激光束的粗扫描和精扫描偏转相结合对目标表面的辐照作用，包括以下步骤：
S1、安装固定多光束多维度扫描的激光杀毒杀菌装置；
S2、通过所述供电单元给激光器、扫描电机、转动云台和控制模块提供符合要求的电源电压值；
S3、调整多光束多维度扫描激光杀毒杀菌装置与待杀毒杀菌目标的位置关系，使得所述偏转单元出射的激光束投射到待杀毒杀菌目标的外表面，当电机驱动激光束扫描旋转时，激光束能覆盖待杀毒杀菌目标的外表面；当转动云台带动平板阵列绕待杀毒杀菌目标旋转后，激光束能覆盖待杀毒杀菌目标的其他表面；
S4、接通电源、启动激光杀毒杀菌装置，设置激光器、转动云台和扫描电机的控制策略，使输出激光能量适中、而且通过激光束的偏转扫描、光斑能够全覆盖待杀毒杀菌目标的外表面，实现有效地杀毒杀菌；
S5、开启激光杀毒杀菌装置的激光能量输出，按照预设的运行控制策略，驱动电机偏转、激光束扫描，实施对待杀毒杀菌目标外表面的激光消杀作用，直至完成。
12.如权利要求11所述的激光杀毒杀菌方法，其特征在于，出射激光束的激光能量可以调节，光斑形状和大小也可以通过所述偏转单元（5）的光路***适当调整。
13.如权利要求11所述的激光杀毒杀菌方法，其特征在于，所述平板阵列（4）和所述偏转单元（5）的电机转动策略根据待杀毒杀菌目标外表面的形状、大小选择；优选地，可以先驱动偏转单元（5）的电机转动、带动单元光束偏转，而后再驱动平板阵列（4）的转台转动、带动所有激光束绕待杀毒杀菌目标的中心转动。
14.如权利要求12、13所述的激光杀毒杀菌方法，其特征在于，各偏转单元（5）的出射激光束可以自主二维偏转，偏转的方向、偏转的速度可以不相同，使激光束扫描覆盖的目标表面区域更宽、避免出现扫描盲区。
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