WO2019134823A1 - Vorrichtung und verfahren zum abschwächen oder verstärken von laserinduzierter röntgenstrahlung - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zum abschwächen oder verstärken von laserinduzierter röntgenstrahlung Download PDF

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WO2019134823A1
WO2019134823A1 PCT/EP2018/085594 EP2018085594W WO2019134823A1 WO 2019134823 A1 WO2019134823 A1 WO 2019134823A1 EP 2018085594 W EP2018085594 W EP 2018085594W WO 2019134823 A1 WO2019134823 A1 WO 2019134823A1
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laser
radiation
fluid
particle
nozzle
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PCT/EP2018/085594
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Guenther DITTMAR
David Heisenberg
Tim Hesse
Simone RUSS
Marc Sailer
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Trumpf Laser- Und Systemtechnik Gmbh
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Publication date
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    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/14—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor
    • B23K26/142—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor for the removal of by-products
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05G—X-RAY TECHNIQUE
    • H05G2/00—Apparatus or processes specially adapted for producing X-rays, not involving X-ray tubes, e.g. involving generation of a plasma
    • H05G2/001—X-ray radiation generated from plasma

Definitions

  • the invention relates both to a device for influencing, in particular for attenuating or amplifying, laser-induced X-radiation, comprising a laser beam, in particular in the form of ultrashort pulse (UKP) laser pulses, a target, such as a workpiece, on which the laser beam occurs and on generates laser-induced X-ray radiation at the point of impact, and an influencing device interacting with the radiated X-ray radiation, in particular attenuation or amplification, of the emitted X-ray radiation as well as a method for influencing, in particular attenuating or amplifying, laser-induced X-radiation which is generated by striking a laser beam, in particular in the form of UKP laser pulses, on a workpiece.
  • a device for influencing, in particular for attenuating or amplifying, laser-induced X-radiation comprising a laser beam, in particular in the form of ultrashort pulse (UKP) laser pulses, a target, such as a workpiece
  • the dose rate of the X-ray radiation decreases sharply with increasing distance from the laser impact location.
  • X-ray photons are particularly well attenuated by high atomic number materials (e.g., lead plates), but never totally eliminated.
  • the dose rate at the same measuring location of the X-ray radiation can be increased by the following measures:
  • the object of the present invention is to influence the laser-induced X-ray radiation in a different manner, in particular to weaken or strengthen it, in a device and a method of the type mentioned in each case.
  • the unit has at least one fluid and / or particle nozzle directed transversely, in particular at right angles, to the laser beam impinging on the target for producing a fluid or particle flow, which comprises one, in particular the entire , attenuates the part of the X-ray radiation emitted against the direction of flow and amplifies a part of the X-ray radiation emitted, in particular the entire, in the direction of flow.
  • a fluid and / or particles are flowed into the vicinity of the laser impact point in order to influence the formation and propagation of the X-ray radiation.
  • the photons of the X-radiation are influenced by the fluid and the particles in their propagation direction, dose rate and energy distribution.
  • the dose power of the X-ray radiation can be increased or attenuated.
  • the fluid may be a gas, e.g. Air, nitrogen or noble gas, or a liquid, e.g. Water, and in the case of the particles around solid substances, such.
  • Dust, act Depending on the type and amount of the inflowed additional medium and the flow direction, the dose rate of the X-ray radiation can be increased or reduced.
  • the fluid or particle stream according to the invention can thus at least partially replace the otherwise required lead-filled protective walls in the enclosure of the UKP laser machines or supplement it as a further safety measure.
  • the at least one fluid nozzle can be designed as a gas nozzle, in particular a compressed air nozzle, or as a liquid nozzle, in particular a water nozzle.
  • the at least one fluid and / or particle nozzle can also be used as an atomizer nozzle, in particular a mist nozzle, for producing a fluid or particle curtain, in particular a curtain of water or a water curtain Particles fog, ie an aerosol, be formed in the immediate vicinity of the laser impact.
  • the at least one fluid and / or particle nozzle is directed parallel or nearly parallel to the target surface, so that the laser-induced X-radiation in the space half is weakened laterally in front of the laser beam and laterally amplified in the space half after the laser beam.
  • a laser in particular a UKP laser, which generates the laser beam, forms an X-ray generator together with the target.
  • the invention also relates to a laser processing machine for processing a workpiece with a laser for generating a laser beam, in particular in the form of UKP laser pulses, and with a device constructed as above, in which the target is the workpiece to be machined.
  • the at least one fluid and / or particle nozzle is arranged on a laser processing head, from which the laser beam emerges in the direction of the workpiece.
  • the above-mentioned object is achieved in that at least one fluid and / or particle flow is directed transversely, in particular at right angles, to the laser beam impinging on the workpiece, in opposition to one, in particular the entire to attenuate the part of the X-ray radiation emitted by the direction of flow and to amplify a part of the X-ray radiation emitted, in particular, the entire part of the X-ray radiation emitted in the direction of flow.
  • the X-ray radiation emitted in the direction of a protective area intended for persons can be reduced by a gas curtain and / or particle curtain if the inflow point is between the laser impact location and the protected area.
  • the compressed air must flow in the immediate vicinity of the laser impingement. If a medium with a higher atomic number is used instead of the air curtain, the attenuating effect is stronger.
  • the medium could be a water mist, water curtain or particle mist.
  • X-ray sensors can be provided for detecting the occurrence of X-ray radiation or for analyzing the X-ray radiation.
  • a protective housing which possibly surrounds the processing machine can be designed to be more shielding in the reinforcing direction and to be less shielding in the direction of weakening or can be omitted.
  • FIG. 1 shows schematically a laser processing machine with a device according to the invention for influencing laser-induced X-ray radiation
  • Fig. 2 is a plan view from above of the device shown in Fig. 1.
  • the laser processing machine 1 shown in FIG. 1 comprises an ultrashort pulse laser (UKP laser) 2 for generating a laser beam 3 in the form of UKP laser pulses, and a laser processing head 4, from which the laser beam 3 is directed toward a workpiece to be machined (FIG. Target ") 5 focused exit.
  • UFP laser ultrashort pulse laser
  • FOG. Target workpiece to be machined
  • laser-induced X-ray radiation 7 is generated at an impact point 6 above an irradiation intensity of greater than 1x10 13 W / cm 2 , which propagates from there to a spherical shape.
  • the Laser processing machine 1 For influencing the laser-induced X-ray radiation 7, the Laser processing machine 1 an interacting with the radiated X-ray radiation 7 unit 10 with a fluid or particle nozzle 11 which is directed at right angles to the optical axis 8 of the impinging on the target 5 laser beam 3.
  • the fluid or particle nozzle 11 generates a fluid or particle flow 12 running parallel to the target surface 9 which attenuates a part 7 a of the x-ray radiation 7 emitted in particular against the flow direction 13 and one, in particular the entire, in the Direction of flow 13 radiated part 7b of the X-ray radiation 7 amplified.
  • the space half laterally in front of the laser beam 3, in which the laser-induced X-ray radiation 7 is attenuated, is designated X-ray region 14b as a protection region 14a and the space half laterally after the laser beam 3, in which the laser-induced X-radiation 7 is amplified.
  • the X-radiation 7a emitted in the direction of the protection area 14a provided for persons is blocked by the fluid or particle flow 12, e.g. in the form of a gas or particle curtain, weakened.
  • the fluid or particle flow 12 preferably flows in the immediate vicinity of the laser impact point 6 in the direction of the laser impact point 6 (in the case of compressed air with an amount of, for example, about 10 liters per minute at an overpressure of about 1 bar). If a medium with a higher atomic number is used instead of the air curtain, the weakening effect is stronger.
  • the fluid or particle flow 12 may form a water mist or curtain or particulate mist.
  • a plurality of such fluid or particle nozzles can also be arranged next to one another in order to attenuate and intensify the X-ray radiation 7 over a greater width.
  • a holding device 15 is attached to the laser processing head 4, to which at least one X-ray sensor 16 is attached.
  • the at least one X-ray sensor 16 can be used for the detection of the occurrence of X-ray radiation 7 or for the (spectrum) analysis of X-ray radiation 7 are and is located in the X-ray region 14b.
  • a threshold value can be defined at which, for example, the laser beam 3 is switched off by an unillustrated control device or switched to lower power.
  • a suction device may also be provided in the X-ray region 14b, which device receives the particles, in particular in the case of a particle stream, and transfers them to a waste storage device.
  • the laser processing machine 1 further comprises a protective housing 17, which surrounds at least the X-ray region 14b and shields the environment from X-ray radiation 7b emerging from the X-ray region 14b.
  • the protective housing 17 can also surround the processing area 14a and the X-ray area 14b, and moreover shields not only from X-radiation 7a, 7b, but also from laser radiation.
  • the protective housing 17 can also be designed so that a part surrounding the X-ray region 14b protects against X-radiation and laser radiation and a part surrounding the protected area 14a against laser radiation and against less or (if the dose rate of the attenuated X-radiation 7a totals 0 or is lowered at least near 0) no X-rays protects.
  • an access area for an operator can be provided, for this purpose the protective housing 17, if present, can have an opening (which may be closed).
  • a location for the operator can also be provided, at which e.g. Also, a control panel can be provided.

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Abstract

Bei einer Vorrichtung zum Beeinflussen, insbesondere zum Abschwächen oder Verstärken, von laserinduzierter Röntgenstrahlung (7), umfassend einen Laserstrahl (3), insbesondere in Form von UKP-Laserpulsen, ein Target (5), auf das der Laserstrahl (3) auftritt und an der Auftreffstelle (6) laserinduzierte Röntgenstrahlung (7) erzeugt, und eine mit der abgestrahlten Röntgenstrahlung (7) wechselwirkende Einheit (10) zur Beeinflussung, insbesondere Abschwächung oder Verstärkung, der abgestrahlten Röntgenstrahlung (7) weist erfindungsgemäß die Einheit (10) mindestens eine quer, insbesondere rechtwinklig, zu dem auf das Target (5) auftreffenden Laserstrahl (3) gerichtete Fluid- und/oder Partikeldüse (11) zur Erzeugung einer Fluid- oder Partikelströmung (12) auf, die einen, insbesondere den gesamten, entgegen der Strömungsrichtung (13) abgestrahlten Teil (7a) der Röntgenstrahlung (7) abschwächt und einen, insbesondere den gesamten, in der Strömungsrichtung (13) abgestrahlten Teil (7b) der Röntgenstrahlung (7) verstärkt.

Description

Vorrichtung und Verfahren zum Abschwächen oder Verstärken
von laserinduzierter Röntgenstrahlung
Die Erfindung betrifft sowohl eine Vorrichtung zum Beeinflussen, insbesondere zum Abschwächen oder Verstärken, von laserinduzierter Röntgenstrahlung, um- fassend einen Laserstrahl, insbesondere in Form von Ultrakurzpuls(UKP)- Laserpulsen, ein Target wie z.B. ein Werkstück, auf das der Laserstrahl auftritt und an der Auftreffstelle laserinduzierte Röntgenstrahlung erzeugt, und eine mit der abgestrahlten Röntgenstrahlung wechselwirkende Einheit zur Beeinflussung, insbesondere Abschwächung oder Verstärkung, der abgestrahlten Röntgenstrah- lung als auch ein Verfahren zum Beeinflussen, insbesondere zum Abschwächen oder Verstärken, von laserinduzierter Röntgenstrahlung, die durch Auftreffen eines Laserstrahls, insbesondere in Form von UKP-Laserpulsen, auf ein Werkstück er- zeugt wird.
Es ist bekannt, dass UKP-Laserpulse mit Pulsdauern im Bereich von Pikosekun- den und Femtosekunden, wenn sie auf ein Target treffen, ab einer Bestrahlungs- stärke von ca. 1x1013 W/cm2 als Nebenprodukt laserinduzierte Röntgenstrahlung erzeugen, deren Energie größer als 5 keV ist. Röntgenphotonen mit derart hohen Energien sind für Lebewesen und Zellen schädlich und müssen demzufolge mini- miert bzw. total unterdrückt werden. Andererseits kann man Röntgenphotonen zum gezielten Absterben von Zellen und Bakterien nutzen (Krebsbehandlung, Konservierung). Röntgenstrahlung hoher Dosisleistung kann zur Veränderung der Eigenschaften von Werkstoffen eingesetzt werden (Verfahren zur Stoffumwand- lung).
Es ist bekannt, dass die Dosisleistung der Röntgenstrahlung mit zunehmender Entfernung von der Laserauftreffstelle stark abnimmt. Röntgenphotonen werden durch Materialien mit hoher Ordnungszahl (z.B. Bleiplatten) besonders gut abge- schwächt, aber niemals total beseitigt. Weiterhin ist es bekannt, dass die Dosis- leistung am gleichen Messort der Röntgenstrahlung durch folgende Maßnahmen gesteigert werden kann:
- Zunahme der Bestrahlungsstärke des Laserstrahls auf dem Target;
- Steigerung der Wellenlänge der Laserstrahlung;
- Art des Targetmaterials; und
- die Vergrößerung der bestrahlten Fläche auf dem Target.
Beim Bearbeiten von Material mit dem Ultrakurzpuls(UKP)-Laser muss die Rönt- genstrahlung durch Bleiplatten, die eine mit der abgestrahlten Röntgenstrahlung wechselwirkende Einheit bilden, minimiert werden. Im Gegensatz dazu ist bei der Verwendung des UKP-Lasers als Röntgengenerator die Röntgenstrahlung er- wünscht und muss maximiert und gelenkt werden. Die vorliegende Erfindung stellt sich daher die Aufgabe, bei einer Vorrichtung und einem Verfahren der jeweils eingangs genannten Art die laserinduzierte Röntgen- strahlung auf eine andere Art und Weise zu beeinflussen, insbesondere abzu- schwächen oder zu verstärken.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Einheit mindestens eine quer, insbesondere rechtwinklig, zu dem auf das Target auftreffenden Laser- strahl gerichtete Fluid- und/oder Partikeldüse zur Erzeugung einer Fluid- oder Par- tikelströmung aufweist, die einen, insbesondere den gesamten, entgegen der Strö- mungsrichtung abgestrahlten Teil der Röntgenstrahlung abschwächt und einen, insbesondere den gesamten, in der Strömungsrichtung abgestrahlten Teil der Röntgenstrahlung verstärkt.
Erfindungsgemäß werden ein Fluid und/oder Partikel in die Nähe der Laserauf- treffstelle eingeströmt, um die Entstehung und Ausbreitung der Röntgenstrahlung zu beeinflussen. Die Photonen der Röntgenstrahlung werden durch das Fluid und die Partikel in ihrer Ausbreitungsrichtung, Dosisleistung und Energieverteilung be- einflusst. Je nach Strömungsrichtung des Fluids oder der Partikel kann die Dosis- leistung der Röntgenstrahlung verstärkt oder abgeschwächt werden. Bei dem Fluid kann es sich um ein Gas, wie z.B. Luft, Stickstoff oder Edelgas, oder um eine Flüssigkeit, wie z.B. Wasser, und bei den Partikeln um feste Stoffe, wie z.B.
Staub, handeln. Je nach Art und Menge des eingeströmten Zusatzmediums sowie der Strömungsrichtung kann die Dosisleistung der Röntgenstrahlung vergrößert o- der verkleinert werden. Der erfindungsgemäße Fluid- oder Partikelstrom kann so- mit die sonst erforderlichen bleigefüllten Schutzwände in der Umhausung von UKP-Lasermaschinen zumindest teilweise ersetzen oder als weitere Sicherheits- maßnahme ergänzen.
Die mindestens eine Fluiddüse kann als eine Gasdüse, insbesondere Druckluft- düse, oder als eine Flüssigkeitsdüse, insbesondere Wasserdüse, ausgebildet sein. Alternativ kann die mindestens eine Fluid- und/oder Partikeldüse auch als eine Zerstäuberdüse, insbesondere Nebeldüse, zur Erzeugung eines Fluid- oder Parti kelvorhangs, insbesondere eines Wasservorhangs oder eines Wasser- oder Partikelnebels, d.h. eines Aerosols, in möglichst unmittelbarer Nähe der Laserauf- treffstelle ausgebildet sein.
Bevorzugt ist die mindestens eine Fluid- und/oder Partikeldüse parallel oder na- hezu parallel zur Targetoberfläche gerichtet, so dass die laserinduzierte Röntgen- strahlung in der Raumhälfte seitlich vor dem Laserstrahl abgeschwächt und in der Raumhälfte seitlich nach dem Laserstrahl verstärkt wird.
Vorzugsweise bildet ein Laser, insbesondere UKP-Laser, der den Laserstrahl er- zeugt, zusammen mit dem Target einen Röntgengenerator aus.
Die Erfindung betrifft auch eine Laserbearbeitungsmaschine zur Bearbeitung eines Werkstücks mit einem Laser zur Erzeugung eines Laserstrahls, insbesondere in Form von UKP-Laserpulsen, und mit einer wie oben ausgebildeten Vorrichtung, bei der das Target das zu bearbeitende Werkstück ist. Vorzugsweise ist die min- destens eine Fluid- und/oder Partikeldüse an einem Laserbearbeitungskopf ange- ordnet, aus dem der Laserstrahl in Richtung auf das Werkstück austritt.
Die oben genannte Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Verfahren erfin- dungsgemäß dadurch gelöst, dass mindestens ein Fluid- und/oder Partikelstrom quer, insbesondere rechtwinklig, zu dem auf das Werkstück auftreffenden Laser- strahl gerichtet wird, um einen, insbesondere den gesamten, entgegen der Strö- mungsrichtung abgestrahlten Teil der Röntgenstrahlung abzuschwächen und ei- nen, insbesondere den gesamten, in der Strömungsrichtung abgestrahlten Teil der Röntgenstrahlung zu verstärken.
Die in Richtung eines für Personen vorgesehenen Schutzbereiches abgestrahlte Röntgenstrahlung kann durch einen Gasvorhang und/oder Partikelvorhang redu- ziert werden, wenn die Einströmstelle sich zwischen der Laserauftreffstelle und dem Schutzbereich befindet. Die Druckluft muss dabei in unmittelbare Nähe der Laserauftreffstelle einströmen. Wird anstelle des Luftvorhangs ein Medium mit hö- herer Ordnungszahl benutzt, ist die abschwächende Wirkung stärker. Das Medium könnte ein Wassernebel, Wasservorhang oder Partikelnebel sein. Durch Einströ- men von Druckluft in Richtung der Laserauftreffstelle wurde im Bereich in Strömungsrichtung unmittelbar hinter der Laserauftreffstelle fast eine Verdopplung der Dosisleistung im Vergleich zur Dosisleistung ohne Druckluftzuströmung ge- messen.
Vorzugsweise können in Richtung der verstärkten Röntgenstrahlung Röntgen- sensoren zur Detektion des Auftretens von Röntgenstrahlung oder zur Analyse der Röntgenstrahlung vorgesehen sein. Ebenso kann eine ggf. die Bearbeitungsma- schine umgebende Schutzumhausung in der Verstärkungsrichtung stärker ab- schirmend ausgeführt sein und in der Abschwächungsrichtung weniger stark ab- schirmend ausgeführt sein oder weggelassen werden.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstands der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung, den Ansprüchen und der Zeichnung. Ebenso können die vorstehend genannten und die noch weiter aufgeführten Merkmale je für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen Verwendung finden. Die gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen sind nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaften Charakter für die Schilderung der Erfindung. Es zeigen:
Fig. 1 schematisch eine Laserbearbeitungsmaschine mit einer erfindungsge- mäßen Vorrichtung zur Beeinflussung laserinduzierter Röntgenstrah- lung; und
Fig. 2 die Draufsicht von oben auf die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung.
Die in Fig. 1 gezeigte Laserbearbeitungsmaschine 1 umfasst einen Ultrakurz- pulslaser (UKP-Laser) 2 zum Erzeugen eines Laserstrahls 3 in Form von UKP- Laserpulsen, sowie einen Laserbearbeitungskopf 4, aus dem der Laserstrahl 3 in Richtung auf ein zu bearbeitendes Werkstück („Target“) 5 fokussiert austritt. Beim Bearbeiten von Material mit den UKP-Laserpulsen wird ab einer Bestrahlungs- stärke von größer 1x1013 W/cm2 an der Auftreffstelle 6 laserinduzierte Röntgen- strahlung 7 erzeugt, die sich von dort kugelförmig ausbreitet.
Zum Beeinflussen der laserinduzierten Röntgenstrahlung 7 weist die Laserbearbeitungsmaschine 1 eine mit der abgestrahlten Röntgenstrahlung 7 wechselwirkende Einheit 10 mit einer Fluid- oder Partikeldüse 11 auf, die recht- winklig zur optischen Achse 8 des auf das Target 5 auftreffenden Laserstrahls 3 gerichtet ist. Die Fluid- oder Partikeldüse 11 erzeugt eine parallel zur Targetober- fläche 9 verlaufende Fluid- oder Partikelströmung 12, die einen, insbesondere den gesamten, entgegen der Strömungsrichtung 13 abgestrahlten Teil 7a der Rönt- genstrahlung 7 abschwächt und einen, insbesondere den gesamten, in der Strö- mungsrichtung 13 abgestrahlten Teil 7b der Röntgenstrahlung 7 verstärkt. Die Raumhälfte seitlich vor dem Laserstrahl 3, in der die laserinduzierte Röntgenstrah- lung 7 abgeschwächt wird, ist als Schutzbereich 14a und die Raumhälfte seitlich nach dem Laserstrahl 3, in der die laserinduzierte Röntgenstrahlung 7 verstärkt wird, als Röntgenbereich 14b bezeichnet.
Die in Richtung des für Personen vorgesehenen Schutzbereiches 14a abge- strahlte Röntgenstrahlung 7a wird durch die Fluid- oder Partikelströmung 12, z.B. in Form eines Gas- oder Partikelvorhangs, abgeschwächt. Die Fluid- oder Partikel- Strömung 12 strömt dabei bevorzugt in unmittelbare Nähe der Laserauftreffstelle 6 in Richtung der Laserauftreffstelle 6 ein (im Fall von Druckluft mit einer Menge von z.B. ca. 10 Liter pro Minute bei einem Überdruck von ca. 1 bar). Wird anstelle des Luftvorhangs ein Medium mit höherer Ordnungszahl benutzt, ist die abschwä- chende Wirkung stärker. Die Fluid- oder Partikelströmung 12 kann einen Wasser- nebel oder -Vorhang oder einen Partikelnebel ausbilden. Durch das Einströmen von Druckluft in Richtung der Laserauftreffstelle 6 wurde im Röntgenbereich 14b unmittelbar hinter der Laserauftreffstelle 6 fast eine Verdopplung der Röntgendo- sisleistung im Vergleich zur Dosisleistung ohne Druckluftzuströmung gemessen.
Statt der gezeigten einen Fluid- oder Partikeldüse 11 können auch mehrere solche Fluid- oder Partikeldüsen nebeneinander angeordnet sein, um die Röntgenstrah- lung 7 auf einer größeren Breite abzuschwächen und zu verstärken.
Im dargestellten Beispiel ist am Laserbearbeitungskopf 4 eine Halteeinrichtung 15 angebracht, an welcher mindestens ein Röntgensensor 16 angebracht ist. Der mindestens eine Röntgensensor 16 kann zur Detektion des Auftretens von Rönt- genstrahlung 7 oder zur (Spektrum)Analyse der Röntgenstrahlung 7 genutzt werden und ist im Röntgenbereich 14b angeordnet. So kann z.B. ein Schwellwert definiert sein, bei dessen Überschreiten z.B. der Laserstrahl 3 durch eine nicht ge- zeigte Steuerungseinrichtung abgeschaltet oder auf niedrigere Leistung geschaltet wird.
Im Röntgenbereich 14b kann des Weiteren auch eine nicht dargestellte Absaug- vorrichtung vorgesehen sein, welche insbesondere bei einem Partikelstrom die Partikel aufnimmt und in eine Abfallspeichereinrichtung überführt. Die Laserbearbeitungsmaschine 1 umfasst des Weiteren eine Schutzumhausung 17, welche zumindest den Röntgenbereich 14b umgibt und die Umgebung gegen aus dem Röntgenbereich 14b austretende Röntgenstrahlung 7b abschirmt. Die Schutzumhausung 17 kann auch den Schutzbereich 14a und den Röntgenbereich 14b gebildeten Bearbeitungsbereich umgeben und schirmt darüber hinaus sinn- vollerwiese nicht nur gegen Röntgenstrahlung 7a, 7b ab, sondern auch gegen La- serstrahlung. Die Schutzumhausung 17 kann auch so ausgebildet sein, dass ein den Röntgenbereich 14b umgebender Teil gegen Röntgenstrahlung und Laser- strahlung schützt und ein den Schutzbereich 14a umgebender Teil gegen Laser- strahlung und gegen weniger oder (wenn die Dosisleistung der abgeschwächten Röntgenstrahlung 7a gesamt auf 0 oder zumindest nahe 0 abgesenkt wird) keine Röntgenstrahlung schützt.
Im Schutzbereich 14a kann ein Zugriffbereich für einen Bediener vorgesehen sein, hierzu kann die Schutzumhausung 17, so vorhanden, eine (ggf. verschließbare) Öffnung aufweisen. Im Schutzbereich 14a oder zumindest in dessen Richtung kann auch ein Aufenthaltsort für den Bediener vorgesehen sein, an dem z.B. auch ein Bedienpult vorgesehen sein kann.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zum Beeinflussen, insbesondere zum Abschwächen oder Ver- stärken, von laserinduzierter Röntgenstrahlung (7), umfassend
einen Laserstrahl (3), insbesondere in Form von UKP-Laserpulsen, ein Target (5), auf das der Laserstrahl (3) auftritt und an der Auftreffstelle
(6) laserinduzierte Röntgenstrahlung (7) erzeugt, und
eine mit der abgestrahlten Röntgenstrahlung (7) wechselwirkende Einheit
(10) zur Beeinflussung, insbesondere Abschwächung oder Verstärkung, der abgestrahlten Röntgenstrahlung (7),
dadurch gekennzeichnet,
dass die Einheit (10) mindestens eine quer, insbesondere rechtwinklig, zu dem auf das Target (5) auftreffenden Laserstrahl (3) gerichtete Fluid- und/oder Partikeldüse (11 ) zur Erzeugung einer Fluid- oder Partikelströ mung (12) aufweist, die einen, insbesondere den gesamten, entgegen der Strömungsrichtung (13) abgestrahlten Teil (7a) der Röntgenstrahlung (7) abschwächt und einen, insbesondere den gesamten, in der Strömungs- richtung (13) abgestrahlten Teil (7b) der Röntgenstrahlung (7) verstärkt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die mindes- tens eine Fluiddüse (11 ) als eine Gasdüse, insbesondere Druckluftdüse, oder als eine Flüssigkeitsdüse, insbesondere Wasserdüse, ausgebildet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Fluid- und/oder Partikeldüse (11 ) als eine Zerstäuber- düse, insbesondere Nebeldüse, zur Erzeugung eines Fluid- oder Partikel- vorhangs, insbesondere eines Wasservorhangs oder -nebels oder eines Partikelnebels, ausgebildet ist.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, dass die mindestens eine Fluid- und/oder Partikeldüse (11 ) pa- rallel oder nahezu parallel zur Targetoberfläche (9) gerichtet ist.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Laser (2), insbesondere UKP-Laser, der den Laserstrahl (3) erzeugt und zusammen mit dem Target (5) einen Röntgengenerator bildet.
6. Laserbearbeitungsmaschine (1 ) zur Bearbeitung eines Werkstücks, mit ei- nem Laser (2) zur Erzeugung eines Laserstrahls (3), insbesondere in Form von UKP-Laserpulsen, und mit einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Werkstück durch das Target (5) gebildet ist.
7. Laserbearbeitungsmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Fluid- und/oder Partikeldüse (11 ) an einem La- serbearbeitungskopf (4) angeordnet ist, aus dem der Laserstrahl (3) in Richtung auf das Werkstück (5) austritt.
8. Laserbearbeitungsmaschine nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekenn- zeichnet, dass in einem Röntgenbereich (14b), in welchen der verstärkte Teil (7b) der Röntgenstrahlung abstrahlt, ein Röntgensensor (16), insbe- sondere am Bearbeitungskopf (4), angeordnet ist.
9. Laserbearbeitungsmaschine nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass angrenzend an einen Röntgenbereich (14b), in wel- chen der verstärkte Teil (7b) der Röntgenstrahlung (7) abstrahlt, eine Schutzumhausung (17) vorgesehen ist, welche zumindest einen Teil der Umgebung vor der verstärkten Röntgenstrahlung (7b) abschirmt.
10. Laserbearbeitungsmaschine nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass in oder angrenzend an einen Schutzbereich (14a), in welchen der abgeschwächte Teil (7a) der Röntgenstrahlung abstrahlt, ein Bedienerbereich vorgesehen ist, weicher eine Maschinenbedienein- richtung und/oder eine Zugriffsmöglichkeit zu dem Target (5), umfasst.
Verfahren zum Beeinflussen, insbesondere zum Abschwächen oder Ver- stärken, von laserinduzierter Röntgenstrahlung (7), die durch Auftreffen ei- nes Laserstrahls (3), insbesondere in Form von UKP-Laserpulsen, auf ein Target (5) erzeugt wird,
dadurch gekennzeichnet,
dass mindestens ein Fluid- und/oder Partikelstrom (12) quer, insbeson- dere rechtwinklig, zu dem auf das Target (5) auftreffenden Laserstrahl (3) gerichtet wird, um einen, insbesondere den gesamten, entgegen der Strö- mungsrichtung (13) abgestrahlten Teil (7a) der Röntgenstrahlung (7) ab- zuschwächen und einen, insbesondere den gesamten, in der Strömungs- richtung (13) abgestrahlten Teil (7b) der Röntgenstrahlung (7) zu verstär- ken.
12. Verfahren nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der mindes- tens eine Fluid- und/oder Partikelstrom (12) ein Strom aus Druckluft oder aus Flüssigkeit, insbesondere Wasser, ist.
13. Verfahren nach Anspruch 1 1 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Fluid- und/oder Partikelstrom (12) einen Fluid- oder Parti- kelvorhang oder ein Flüssigkeitsnebel ausbildet.
14. Verfahren nach einem der Ansprüchel 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Fluid- und/oder Partikelstrom (12) parallel oder nahezu parallel zur Werkstückoberfläche (9) gerichtet wird.
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