CN111939304A - 一种基于光束整形及折反控制的激光杀毒装置 - Google Patents
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Abstract
本发明的一种基于光束整形及折反控制的激光杀毒装置，包括激光器、整形光路模块和折反光室，所述激光器发出激光进入所述整形光路模块，从所述整形光路模块出射的激光再进入折反光室；所述激光器为紫外激光器，用于消杀细菌病毒；所述整形光路模块用于形成所需形状的激光光束，并将激光整形光束引入所述折反光室；所述折反光室用于多次折反激光整形光束，形成多层激光光幕，实现激光整形光束与折反光室内空间介质的充分接触。采用整形光路将光束整形为矩形光束，匹配折反光室的进口截面，确保同时对进入光室的全部空气或者水体等介质进行辐射杀毒，不存在遗漏，可以实现单次循环就可以杀毒灭菌的效果。
Description
技术领域
本发明属于激光净化杀菌消毒技术领域，具体涉及一种基于光束整形及折反控制的激光杀毒装置。
背景技术
由于新冠肺炎等病毒的传播途径隐蔽以及高传染性，尤其可以通过气溶胶进行传播，病毒引起的疾病和疫情对我国社会与经济造成深远影响，对我国人民健康生活造成威胁，也暴露出了公共卫生领域在技术、设备等方面的不足。现亟需高效安全的净化杀毒技术来进行科学防疫和疾病预防，构建新形势下的公共卫生安全体系，守护人们健康。现代社会中医院、车站、机场、商场等大型公共场所以及高铁、飞机、会议室等密闭场所的出入是无可避免的，其中病毒、细菌等病原体的滋生、繁殖以及传播，威胁人们健康。对上述场所大范围消毒的一种有效方式是空气和水体的杀菌消毒净化，可有效减少各种疾病的传染和人员的交叉感染。
在现有杀菌消毒技术领域，紫外激光的单色性和准直性可保证杀毒的安全性和提高杀毒效率，是一种更优的光杀毒手段，可用于空气或者水体等流动介质的杀毒。紫外波段激光直接照射细菌病毒引起光化学效应，高能量的激光光子被病毒的遗传物质（DNA/RNA）吸收，导致DNA/RNA发生不可逆转性损伤，使病毒失活；或者超快激光引起光压效应，超快激光产生光压，峰值功率为MW量级，通过强应力作用使病毒结构破坏；但总之，激光照射病毒需要累积到一定阈值的能量才能杀死病毒。目前激光杀毒方法一般采用激光器、光束整形、光束扫描技术来实现，光束整形后的光束扫描是通过摆镜等装置将激光光束指向到所需位置，用于扩大激光照射的面积，但还是会造成空气、水体等流动介质不被激光照射到或者照射时间短的情况，所以对流动介质的杀毒效果差，需要多次循环流动介质来对流动介质杀毒，介质的通量相应变小，无法满足公共场所等需要大范围流动介质细菌病毒消杀的要求。发明专利CN 110486840A名称为一种基于飞秒激光的空气灭菌杀毒去霾装置及空调系统，采用飞秒激光器出射飞秒激光，通过高速扫描镜和聚焦场镜后在目标区域空间形成高脉冲能量的空间分布区域，利用飞秒激光的高脉冲能量对空气中的病菌、病毒以及微小悬浮颗粒进行净化，专利中激光波段描述为200nm-10.6μm，不同波段激光杀毒能力和杀毒所需照射能量差异非常大，实际很难通过上述专利所述的相同手段来杀毒；专利中采用高速扫描镜来进行扫描，对于空气或者水体等流动介质会存在遗漏，造成照射不到、杀毒不完全的情况；专利中的目标区域空间没有详细特征描述，实际上很难满足大型公共场所空调及通风系统中大通风量空气介质的杀菌消毒要求。
或者采用激光器、光束整形、以及简单的光束折返技术杀毒，所述激光器是出射杀死细菌病毒的激光光束；所述光束整形是通过光学系统将激光光束变换为所需的形状；所述简单的光束折反系统将激光光束经过多重反射最终回到特定表面，部分光能量在反射中消耗，光能量并没有被最大程度地利用，不能达到累积能量到一定阈值而杀死病毒的目的。所以对流动介质的杀毒效果差，需要多次循环流动介质来对流动介质杀毒，介质的通量相应变小，也无法满足公共场所等需要大通量大范围流动介质细菌病毒消杀的要求。专利CN111603599A公开了一种气帘式激光气溶胶杀毒装置及使用方法，采用200W的343nm激光器，对空气的杀毒阈值是31J/cm2（大肠杆菌进行实验的结果），则激光只有持续照射直径6cm大小的区域2s才能满足阈值，这根本无法实现大通量流动介质杀毒的要求；而且设置激光吸收区域，说明一部分激光能量是没有被充分利用的。专利CN205108477U公开了一种光催化杀菌装置，利用反光板将各种角度散射出去的光线在反光板的作用下经过多重反射最终回到玻璃表面，虽然是光反射性质的应用，但无法实现光束精准控制，部分光能量在反射中消耗，光能量并没有被最大程度地利用，也就没有足够的光能量照射到光触媒上杀灭菌毒。现有技术实际上很难满足医院、车站、机场、商场等大型公共场空调及通风系统中大通风量空气流动介质的单次通过即可完全杀菌消毒要求，也很难满足高铁、飞机、会议室等密闭场所空调及通风系统中大通风量空气流动介质的单次通过即可完全杀菌消毒要求，也很难满足家用空调或家用中央空调及通风系统中大通风量空气流动介质的单次通过即可完全杀菌消毒要求，因此现有技术在实际应用中存在缺陷：光能量没有被最大程度地利用，累积能量达不到一定阈值，而使得流动介质不能单次循环通过光照即可完全杀菌消毒。
发明内容
本发明针对上述缺陷，解决的问题是对各类公共场所家用场所空气或者水体等流动介质进行全覆盖，并可靠达到激光杀毒能量阈值进行杀毒净化，单次通过光照即可完全杀菌消毒。为克服现有的激光杀毒方法存在杀毒范围遗漏，造成照射不到、杀毒不完全的安全性问题和效率问题，提出了一种基于光束整形及折反控制的激光杀毒装置，利用紫外激光器、整形光路结合折反光室解决现有技术对流动介质杀毒效果差的问题，实现大通量、单次循环空气和水的灭菌杀毒。
本发明的一种基于光束整形及折反控制的激光杀毒装置，包括激光器、整形光路模块和折反光室，所述激光器发出激光进入所述整形光路模块，从所述整形光路模块出射的激光再进入折反光室；
所述激光器为紫外激光器，用于消杀细菌病毒；
所述整形光路模块用于形成所需形状的激光光束，并将激光整形光束引入所述折反光室；
所述折反光室用于多次折反激光整形光束，形成多层激光光幕，实现激光整形光束与折反光室内空间介质的充分接触；
所述紫外激光器波段为200nm-400nm，脉冲宽度不大于10ps；200nm-400nm波段的激光光子能量高，具有光化学效应；10ps以下脉宽符合超快激光的要求，可引起光压效应；
所述整形光路模块包括扩束准直系统、柱面整形系统和柱面反射镜，将所述紫外激光器的出射光束整形为矩形光束，与所述折反光室的进口截面的形状和大小相匹配，覆盖折反光室的进口，确保同时对进入光室的全部介质体进行辐射，不存在遗漏；介质具体为空气或者水；
所述折反光室包括长方体光室，与进口相垂直的两个折反光室表面设置为反射壁，使所述整形光束在两个反射壁间反复折反；
所述折反光室反射壁与所述整形光束间保持特定角度，保证所述整形光束反复折反形成多层光幕，又使多层光幕间存在均匀重叠区域，提高光室内激光照射的功率密度，介质中的细菌病毒在一次性通过折反光室的过程中持续被激光辐射，累积的照射能量密度达到杀死细菌病毒的阈值；
所述折反光室反射壁与所述整形光束间保持特定角度的具体方法是在折反光室的入口处的一侧反射壁端放置所述柱面反射镜，所述柱面反射镜的反射面与所述一侧反射壁呈α/2角度，整形光束被柱面反射镜以引入所述折反光室，以α角度的入射角在两个反射壁间向上反射；
所述折反光室的出口处的一侧反射壁端放置二次利用反射镜，所述二次利用反射镜的反射面与所述一侧反射壁呈α角度；或者所述折反光室的出口处的另一侧反射壁端放置二次利用反射镜，所述二次利用反射镜的反射面与所述另一侧反射壁呈α角度，使经过反复折反的整形光束原路返回；一方面利用剩余激光能量继续杀毒，原路返回的激光束仍是多次折反，继续照射细菌病毒，累积照射能量；另一方面减小光室的体积，保证同样多折反次数的同时减小光室的高度，从而减小光室所占的空间；其中最终经过多次折转的激光能量衰减严重，原路返回不会对所述紫外激光器产生损伤；
所述激光光束以α角度的入射角在两个反射壁间向上反射，设计原则是激光照射到二次利用反射镜的反射面上时，激光光束方向与所述二次利用反射镜的反射面的法线重合，从而使激光光束按原路返回，按照反射向上的路径向下反射。激光光束在到达反射镜时能量未衰减为0，所以令其原路返回，继续利用剩余激光能量继续照射细菌病毒，直至激光能量接近0，最终叠加的激光能量可达到激光出射能量的90倍。
具体地，所述柱面整形系统为柱面透镜。
具体地，所述扩束准直系统为扩束准直透镜。
进一步地，还包括光束匀化光学系统。
优选地，所述紫外激光器波段为222nm。
优选地，所述紫外激光器波段为355nm。
具体地，所述光束匀化光学系统为非球面匀化透镜。
本发明一种基于光束整形及折反控制的激光杀毒装置的有益效果在于：
（1）本发明提高了净化杀菌消毒的安全性，激光开机有效杀毒，关机则无害，没有有害残留；
（2）本发明使用紫外超快激光，同时利用紫外波段的光化学效应和超快激光的光压效应提高激光杀毒效率，结合整形光路模块和折反光室的巧妙结构设计累积激光辐射能量到杀毒灭菌阈值，可靠提高激光杀毒能力；
（3）本发明采用整形光路将光束整形为矩形光束，匹配折反光室的进口截面，确保同时对进入光室的全部空气或者水体等介质进行辐射杀毒，不存在遗漏，可以实现大通量、单次循环通过光照就可以杀毒灭菌的效果；
（4）本发明采用折反光室对整形光束进行反复折反，形成多层光幕，并且光幕间存在重叠区域，保证激光与流动介质的充分接触，增加激光辐射能量保证可靠达到激光杀毒能量阈值进行杀毒净化，从而增大杀毒系统的流通量；同时光室的进口较大，在保证大流通量的同时减小流速，满足装置对大流通量，低噪声，低阻力的要求；
（5）本发明在折反光室的出口处放置特定倾角的反射镜，使经过反复折反的所述整形光束原路返回，一方面利用剩余激光能量继续杀毒，另一方面折反光路减小光室的高度，从而减小光室的体积。
总之，空调净化系统或者换气系统亟待需要安装使用本发明的装置以实现大通量、单次循环就能杀菌灭毒的技术效果，正是通过巧妙的结构构思，本发明通过柱面扩束的光束整形+光束精准控制实现激光能量的充分利用，提高激光杀毒功率90倍以上，同时矩形光束保证了大通量的流动介质进入，且光束向上折转的方向与流动介质方向相同保证激光持续照射流动介质杀毒，不存在遗漏，满足了医院、车站、机场、商场等大型公共场空调及通风系统中大通风量空气介质的杀菌消毒要求，也满足了高铁、飞机、会议室等密闭场所空调及通风系统中大通风量空气介质的杀菌消毒要求，也满足了家用空调或家用中央空调及通风系统中大通风量空气介质的杀菌消毒要求，产生巨大的社会效益和经济效益。
附图说明
图1为基于光束整形及折反控制的激光杀毒装置的结构示意图；
图2为本发明提供的激光杀毒装置应用于空调通风系统的示意图。
1-紫外激光器；2-整形光路；3-折反光室；4-柱面反射镜；5-光室反射壁（51-一侧反射壁；52-另一侧反射壁）；6-二次利用反射镜；7-进口；8-出口；
21-现有空调系统、22-风道、23-激光杀毒装置、24-回风口、25-初效过滤、26-风机。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均属于本发明保护的范围。
实施例1
如图1所示，本发明一种基于光束整形及折反控制的激光杀毒装置，包括激光器、整形光路模块和折反光室，所述激光器发出激光进入所述整形光路模块，从所述整形光路模块出射的激光再进入折反光室；
所述激光器为紫外激光器，本实施例中所述紫外激光器波段为355nm，脉冲宽度不大于10ps；另一个实施例中为200nm，再另一个实施例中为400nm，用于消杀细菌病毒；
所述整形光路模块用于形成所需形状的激光光束，并将激光整形光束引入所述折反光室；所述整形光路模块包括扩束准直系统、柱面整形系统、光束匀化光学系统，本实施例中将所述紫外激光器的出射光束整形为矩形光束，与所述折反光室的进口截面的形状和大小相匹配，覆盖折反光室的进口，确保同时对进入光室的全部介质体进行辐射，不存在遗漏。介质具体为空气或者水。本实施例中所述扩束准直系统为扩束准直透镜，所述柱面整形系统为柱面透镜，所述光束匀化光学系统为非球面匀化透镜。
所述折反光室用于多次折反激光整形光束，形成多层激光光幕，实现激光整形光束与折反光室内空间介质的充分接触。
所述折反光室包括长方体光室，与进口垂直的两个光室表面设置为反射壁，使所述整形光束在两个反射壁间反复折反。
所述折反光室反射壁与所述整形光束间保持特定角度α，保证所述整形光束反复折反形成多层光幕，直到折转到二次利用反射镜上，矩形光束按原路反射回去，实现激光光束的能量叠加，又使多层光幕间存在均匀重叠区域，提高光室内激光照射的功率密度，介质中的细菌病毒在一次性通过折反光室的过程中持续被激光辐射，累积的照射能量密度达到杀死细菌病毒的阈值。因此，空气或者水体等介质从进口进入折反光室，待杀毒介质垂直通过折反光室中的多层光幕，在介质与激光充分接触后，累积的激光辐射能量使激光光子能量破坏病毒遗传物质和结构，从而杀死空气或者水体中的病毒，杀毒后的介质通过出口排出折反光室。
通常不同波段激光和细菌种类的激光阈值不同，以355nm波段为例，文献报道中对BVD病毒的阈值为352J/cm2，参见文献名称《Study on continuous (254 nm) and pulsedUV (266 and 355 nm) lights on BVD virus inactivation and its effects onbiological properties of fetal bovine serum.》期刊《Journal of photochemistryand photobiology》。
所述折反光室反射壁与所述整形光束间保持特定角度的具体方法是在折反光室的入口处的一侧反射壁端放置所述柱面反射镜，所述柱面反射镜的反射面与所述一侧反射壁呈α/2角度，整形光束被柱面反射镜以引入所述折反光室，以α角度的入射角在两个反射壁间向上反射。
所述折反光室的出口处的一侧反射壁端放置二次利用反射镜，所述二次利用反射镜的反射面与所述一侧反射壁呈α角度；或者所述折反光室的出口处的另一侧反射壁端放置二次利用反射镜，所述二次利用反射镜的反射面与所述另一侧反射壁呈α角度，使经过反复折反的整形光束原路返回；一方面利用剩余激光能量继续杀毒，原路返回的激光束仍是多次折反，继续照射细菌病毒，累积照射能量；另一方面减小光室的体积，保证同样多折反次数的同时减小光室的高度，从而减小光室所占的空间；其中最终经过多次折转的激光能量衰减严重，原路返回不会对所述紫外激光器产生损伤。
具体地，所述激光光束以α角度的入射角在两个反射壁间向上反射，设计原则是激光照射到二次利用反射镜的反射面上时，激光光束方向与所述二次利用反射镜的反射面的法线重合，从而使激光光束按原路返回，按照反射向上的路径向下反射。激光光束在到达反射镜时能量未衰减为0，所以令其原路返回，继续利用剩余激光能量继续照射细菌病毒，直至激光能量接近0，最终叠加的激光能量可达到激光出射能量的90倍以上。
当反射壁反射率足够高的情况下，单柱光能量密度×折反次数=介质从入口到出口总共经历的能量密度。本发明的折反次数多，较原有杀毒系统的单柱光能量密度，极大地提高了能量利用率。可根据能量密度阈值灵活设计单柱能量密度和折反次数。
本实施例中，具体地，紫外激光器输出中心波长355nm的皮秒激光，脉冲宽度为10ps，平均功率200W，重复频率为400-1000KHz，峰值功率大于1MW，这是同类能杀毒灭菌的激光中功率较高的紫外激光。紫外激光的光子能量高，且病毒遗传物质（DNA/RNA）对此波段的吸收效率高，容易对DNA/RNA造成损伤，使病毒失活，紫外波段的光用于杀菌，主要依靠紫外光对遗传物质的损伤，《照明工程学报》2020年《漫谈紫外辐射杀菌》第二段总结性的描述此原理；10ps的超快脉冲激光同时引起光压效应，破坏病毒结构，超快脉冲激光破坏病毒结构的结果，主要在实验室研究结果中体现。参考《Inactivation of viruses with afemtosecond laser via impulsive stimulated Raman scattering》SPIE 2008。
整形光路模块将紫外激光器出射光束扩束，采用柱面透镜整形为子午方向光束宽度与弧矢方向光束宽度不同的光束，再经过光束匀化整形为矩形光束，矩形光束子午方向的光束宽度大，与折反光室大小相同，保证光束对进入折反光室的空气、水介质完全覆盖。矩形光束子午方向的光束宽度和弧矢方向的光束宽度根据折反光室进口大小进行设计定制，进口大小可根据流通量大小进行定制。
本实施例中，折反光室为长方体结构，两个侧壁采用玻璃基底，内侧镀反射膜形成反射壁；上下两个端面为通孔，分别为进口和出口；其它两个侧壁为气体封闭结构，采用铝材质结构，反射壁镶嵌在两个侧壁上。反射壁存在非常小的透过率，但为防止紫外激光的泄漏，在光室外侧包覆涂黑吸光材料。在折反光室的上端，整形光束折转的末端安装二次利用反射镜，二次利用反射镜与反射壁间的夹角和整形光束入射到反射壁上的入射角相同，使整形光束原路反射回去，这种方式将折反光室的高度降低1/2。
所述紫外激光器出射高斯光束经整形光路整形为均匀分布的矩形光束，矩形光束在反射壁间折转过程中保持重叠，光室内任意一处的激光光束会重叠一次，二次利用反射镜反射回的原路返回光束经过此处时光束再重叠一次，即折反光室内空间任意一处被激光照射四次，充分利用了激光能量，提高折反光室空间内的辐射功率密度，在相同时间内累积更多的激光辐射能量。
具体地，经过柱面扩束系统将光束整形为长宽比为25的矩形光束，长度a=20cm（跟折反光室的光室反射壁的宽度相同），宽度b=0.8cm。矩形光束通过折反光室的进光口，折反光室中两个反射面之间距离为1m，为保证矩形光束向上反射一次后不会从进光口出射，造成能量泄露，矩形光束与反射面间的入射角为4mrad。光室反射面高度为0.48m，再加上二次利用反射镜使光路原路返回，矩形光束在折反光室内反射240次。反射面的反射率为0.99，从而得到光室内总功率P 总为
激光杀毒总功率提升为原功率的91倍，流动空气介质在光室内接触2s时间即可满足355nm波段的31J/cm2杀毒灭菌阈值（针对大肠杆菌进行实验的结果），相当于200W激光器实现了18200W的激光杀毒功率效果。折反光室的进口尺寸为0.2m×1m，实现了大通量流动介质的杀毒。
而且从柱面反射镜射出的矩形光束扩束完的发散角为2.43urad（根据激光发散角公式计算，跟宽度20cm有关），在反射240次后光束展宽为0.6mm，在多次反射过程中可精确控制在反射面之间，用于照射流动介质，不会造成紫外激光泄露。
本发明通过柱面扩束的光束整形+光束精准控制实现激光能量的充分利用，提高激光杀毒功率90倍以上，矩形光束保证了大通量的流动介质进入，光束向上折转的方向与流动介质方向相同保证激光持续接触照射流动介质杀毒，不存在遗漏。解决了提高激光杀毒功率的技术问题，实现了大通量流动介质单次循环完全杀毒灭菌的技术效果。
一方面，本发明发明内容中所述，本发明是在激光的准直性和反射性质基础上提出两个反射面的折反光室实现激光的多次向上反射，因经过柱面透镜和柱面反射镜的激光准直性能达到urad量级，所以在多次反射过程中激光是被精准控制在两个反射面之间的，才能使激光全部用于照射介质杀毒，直至能量衰减为0，最终实现的是激光杀毒功率提高90倍以上。
另一方面，本发明为实现提高激光杀毒功率，充分利用激光能量，采用整形光路模块与折反光室配合，整形光路模块包括柱面透镜和柱面反射镜，整形光路模块将激光光束整形为长宽比(a:b)很大的矩形光束，长度方向a值大可以覆盖折反光室的进口，保证大通量介质的进入；宽度方向b值小是与折反光室α角度的入射角相匹配，既保证激光进入折反光室入口的过程中没有光能量的损失，因为激光经过一次反射后向上移动了距离b，避开了入口；又保证了激光在折反光室中的反射次数，最终实现激光杀毒功率90倍以上的提高。这也是本发明中光束整形及光束精准控制的体现。
实施例2
对于更大通风量的应用场景，可采用短波紫外激光，因为短波紫外光的杀毒阈值更低，而且可加大光室尺寸，增大通风量，本实施例采用10W波长为222nm的紫外激光，经过柱面整形为长宽比为25的矩形光束，长度方向为40cm，宽度为1.6cm。矩形光束通过折反光室的进光口，覆盖折反光室的进风口，两个反射面之间的距离为1m，光室反射面高度为1.2m，矩形光束在折反光室内反射300次，以反射率为0.99计算，光室内杀毒总功率为原功率的95倍。流动空气在光室内接触0.5s即可满足222nm紫外光的杀毒阈值。
本实施例中所述折反光室的出口处的另一侧反射壁端放置与所述另一侧反射壁呈特定倾角α角度的二次利用反射镜，使经过反复折反的整形光束原路返回。
本实施例中矩形光束与光室反射壁成特定角度α，具体为8mrad。
折反光室的尺寸为1m×0.8m×0.4m，通风口为1m×0.4m，而且杀毒时间更短，因此可用于更大通风量的场所，如超市的换气、高铁的密闭换气装置。
图2为本发明的实施例1和实施例2提供的基于光束整形及折反控制的激光杀毒装置进行激光杀毒，应用于空调换气系统的示意图，
包括：现有空调系统、风道、本发明的装置、回风口、初效过滤、风机。
现有空调系统中回风口进入的空气，经过初效过滤等一系列处理通过风道进入到基于所述空气杀毒方法的本发明的装置中的折反光室中，本发明的装置的进风口为折反光室的进口，激光照射后的空气同样经过风道排出。
可满足空调的大通风量和低风速的要求，减小装置的风阻，并降低空调中的噪声，满足静音要求。
Claims (7)
1.一种基于光束整形及折反控制的激光杀毒装置，其特征在于包括激光器、整形光路模块和折反光室，所述激光器发出激光进入所述整形光路模块，从所述整形光路模块出射的激光再进入折反光室；
所述激光器为紫外激光器，用于消杀细菌病毒；
所述整形光路模块用于形成所需形状的激光光束，并将激光整形光束引入所述折反光室；
所述折反光室用于多次折反激光整形光束，形成多层激光光幕，实现激光整形光束与折反光室内空间介质的充分接触；
所述紫外激光器波段为200nm-400nm，脉冲宽度不大于10ps；
所述整形光路模块包括扩束准直系统、柱面整形系统和柱面反射镜，将所述紫外激光器的出射光束整形为矩形光束，与所述折反光室的进口截面的形状和大小相匹配，覆盖折反光室的进口，确保同时对进入光室的全部介质体进行辐射，不存在遗漏；
所述折反光室包括长方体光室，与进口相垂直的两个折反光室表面设置为反射壁，使所述整形光束在两个反射壁间反复折反；
所述折反光室反射壁与所述整形光束间保持特定角度，保证所述整形光束反复折反形成多层光幕，又使多层光幕间存在均匀重叠区域，提高光室内激光照射的功率密度，介质中的细菌病毒在一次性通过折反光室的过程中持续被激光辐射，累积的照射能量密度达到杀死细菌病毒的阈值；
所述折反光室反射壁与所述整形光束间保持特定角度的具体方法是在折反光室的入口处的一侧反射壁端放置所述柱面反射镜，所述柱面反射镜的反射面与所述一侧反射壁呈α/2角度，整形光束被柱面反射镜以引入所述折反光室，以α角度的入射角在两个反射壁间向上反射；
所述折反光室的出口处的一侧反射壁端放置二次利用反射镜，所述二次利用反射镜的反射面与所述一侧反射壁呈α角度；或者所述折反光室的出口处的另一侧反射壁端放置二次利用反射镜，所述二次利用反射镜的反射面与所述另一侧反射壁呈α角度，使经过反复折反的整形光束原路返回；
所述激光光束以α角度的入射角在两个反射壁间向上反射，设计原则是激光照射到二次利用反射镜的反射面上时，激光光束方向与所述二次利用反射镜的反射面的法线重合，从而使激光光束按原路返回，按照反射向上的路径向下反射。
2.根据权利要求1所述的基于光束整形及折反控制的激光杀毒装置，其特征在于所述柱面整形系统为柱面透镜。
3.根据权利要求1或2所述的基于光束整形及折反控制的激光杀毒装置，其特征在于所述扩束准直系统为扩束准直透镜。
4.根据权利要求3所述的基于光束整形及折反控制的激光杀毒装置，其特征在于还包括光束匀化光学系统。
5.根据权利要求4所述的基于光束整形及折反控制的激光杀毒装置，其特征在于所述紫外激光器波段为222nm。
6.根据权利要求4所述的基于光束整形及折反控制的激光杀毒装置，其特征在于所述紫外激光器波段为355nm。
7.根据权利要求4所述的基于光束整形及折反控制的激光杀毒装置，其特征在于所述光束匀化光学系统为非球面匀化透镜。
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