[發(fā)明專利]一種多光束多維度掃描的激光殺毒殺菌裝置和方法

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• 申請日: 2021-05-28
• 公開（公告）號: CN113178767A
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 廖素英;王安敏;周鵬磊;叢伯融
• 申請（專利權(quán)）人: 北京同方華光系統(tǒng)科技有限公司
• 主分類號: H01S3/00
• 分類號: H01S3/00;H01S3/10;G02B26/10;G02B27/09;G02B27/10;A61L2/08;A61L2/10;A61L2/24;A61L2/26
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1.一種多光束多維度掃描的激光殺毒殺菌裝置，其特征在于包括：激光器（1）、分光器（2）、傳導(dǎo)光纖（3）、平板陣列（4）、偏轉(zhuǎn)單元（5）、掃描電機（6）、轉(zhuǎn)動云臺（7）、供電單元（8）和控制模塊（9）：

所述激光器（1）為帶尾纖輸出的激光光源，其產(chǎn)生的激光能量通過長度適宜的傳輸尾纖輸出，所述尾纖為與激光波長相適應(yīng)的低損耗傳輸光纖；

所述分光器（2）為1分N的光纖耦合分束器，實現(xiàn)將1束輸入激光分成N束輸出激光的分光功能，N為自然整數(shù)且N≥2；

所述激光器（1）和所述分光器（2）通過光纖熔接方式連接；

所述傳導(dǎo)光纖（3）為柔性無源光纖，激光束在其中實現(xiàn)低損耗傳輸；

所述傳導(dǎo)光纖（3）和所述分光器（2）的輸出光纖通過光纖熔接方式連接；

所述平板陣列（4）放置于所述轉(zhuǎn)動云臺（7）上，由所述轉(zhuǎn)動云臺（7）驅(qū)動而帶動激光束一起轉(zhuǎn)動；

所述偏轉(zhuǎn)單元（5）為單束激光的擴束、準直、勻化光路，用于對分光后的單束激光進行勻光整形，獲得光斑能量均勻的寬光束激光輸出；

所述掃描電機（6）為單路激光束偏轉(zhuǎn)的動力來源，用于驅(qū)動所述偏轉(zhuǎn)單元（5）轉(zhuǎn)動從而帶動出射激光束掃描偏轉(zhuǎn)；

所述轉(zhuǎn)動云臺（7）為平板陣列（4）的動力來源，驅(qū)動所述平板（4）陣列及其攜帶的偏轉(zhuǎn)單元（5）激光束整體做俯仰或水平旋轉(zhuǎn)掃描；

所述供電單元（8）為激光器（1）、控制模塊（9）、掃描電機（5）和轉(zhuǎn)動云臺（7）提供符合要求的電壓值；

所述控制模塊（9）為所述激光殺毒殺菌裝置的總控制器，通過程序控制激光器（1）、轉(zhuǎn)動云臺（7）、掃描電機（6）的運轉(zhuǎn)，實現(xiàn)對激光器（1）的運行控制和激光束沿不同角度、不同速度的偏轉(zhuǎn)控制。

2.如權(quán)利要求1所述的多光束多維度掃描的激光殺毒殺菌裝置，其特征在于，所述激光器（1）為半導(dǎo)體激光器、固體激光器和/或光纖激光器；輸出的激光波長可以是單一波長、也可以是可調(diào)諧的多波長激光；可以是紅外波長、可見光波段的激光器，也可以是紫外波長的激光器；可以是連續(xù)激光器，也可以是脈沖激光器。

3.如權(quán)利要求1所述的多光束多維度掃描的激光殺毒殺菌裝置，其特征在于，所述分光器（2）的輸入端有1根輸入光纖、輸出端有多根輸出光纖，輸入光纖和輸出光纖通過光纖耦合而成，輸出光纖的數(shù)量根據(jù)亮度守恒原則和光纖數(shù)值孔徑匹配原則確定。

4.如權(quán)利要求1所述的多光束多維度掃描的激光殺毒殺菌裝置，其特征在于，所述傳導(dǎo)光纖（3）具有柔性，可彎曲、可盤繞放置，其外表裝有保護鎧纜，輸出端采用標準光纖接口，可以但不限于QBH、SMA905或D80接口。

5.如權(quán)利要求1所述的多光束多維度掃描的激光殺毒殺菌裝置，其特征在于，所述平板陣列（4）為一塊平面支撐板，其上設(shè)有多個規(guī)則排列的光纖通孔和支纖座；所述傳導(dǎo)光纖（3）穿過支撐板的光纖通孔、與所述偏轉(zhuǎn)單元（5）連接、由支纖座固定。

6.如權(quán)利要求1所述的多光束多維度掃描的激光殺毒殺菌裝置，其特征在于，所述偏轉(zhuǎn)單元（5）包含但不限于擴束鏡、準直鏡、勻光鏡，激光束經(jīng)過偏轉(zhuǎn)單元后出射的激光在光軸橫截面上的能量分布得到勻化；各偏轉(zhuǎn)單元采用基本相同的光路結(jié)構(gòu)，可以根據(jù)入射光束的不同而適當調(diào)整；所述偏轉(zhuǎn)單元（5）的輸入接口與所述傳導(dǎo)光纖（3）的輸出端口匹配、穩(wěn)固連接。

7.如權(quán)利要求1、5、6所述的多光束多維度掃描的激光殺毒殺菌裝置，其特征在于，所述掃描電機（6）固定于所述平板陣列（4）、數(shù)量與所述偏轉(zhuǎn)單元（5）對應(yīng)；所述掃描電機（6）的動力軸與所述偏轉(zhuǎn)單元（5）連接，在電控驅(qū)動下、掃描電機（6）帶動偏轉(zhuǎn)單元（5）偏轉(zhuǎn)，從而帶動出射激光束掃描偏轉(zhuǎn)。

8.如權(quán)利要求1所述的多光束多維度掃描的激光殺毒殺菌裝置，其特征在于，所述轉(zhuǎn)動云臺（7）在動力驅(qū)動下可按預(yù)設(shè)程序執(zhí)行水平轉(zhuǎn)動和俯仰轉(zhuǎn)動，從而帶動所述平板陣列（4）及其攜帶的偏轉(zhuǎn)單元（5）激光束一起轉(zhuǎn)動。