本发明公开了一种激光加速质子束流均匀化方法及装置。本发明的束流均匀化传输线采用四极磁铁和高阶磁铁的组合，对质子束流X方向和Y方向进行束流均匀化操，质子束流横截面逐渐变为均匀分布的矩形束流；本发明方法摒弃了传统治癌加速器使用连续扫描叠加剂量的控制方法，而是将原本的高斯分布束团优化为相对规则且粒子分布均匀的矩形，矩形束斑应用使扫描叠加的照射面积覆盖病灶且无重叠；能够将激光产生的粒子得到最大化的利用率并转化为更易操控的矩形束流，以便于在治疗过程中进行步距扫描，确保被照射病灶能够收到均匀且可控的剂量照射；本发明采用高阶磁铁完成对激光驱动质子束流均匀性的优化，推进激光驱动质子治疗装置项目。