AssiDomän tillverkar kartong till förpackningsindustrin. Inom detta område är vitheten på kartongytanen viktig parameter. För att höja intrycket av förpackningen samt skapa en skyddande yta lackas ofta förpackningen med UV-lack efter tryck. Efter lackning kan då otryckta lackade ytor uppfattas som mindre vita. För att ta reda på om bestrykningssammansättningen har betydelse har ett fem olika bestrykningar blandats. Pigmenten som använts i bestrykningarna är karbonat, kaolin och titandioxidi olika kombinationer. Kartong har sedan bestrukits med dessa och därefter lackerats med UV-lack. Lackningen har gjorts i tre olika lackmängder. Mätningar har sedan gjorts gällande framförallt vithet. Den samverkan som sker mellan ljus, materialet och dess struktur är av stor vikt för att skapa en yta med goda optiska egenskaper. Resultaten i detta försök visar att lacken påverkar de optiska egenskaperna och framförallt vitheten. De lackerade ytorna fick en gulton efter lackering vilket kan ha att göra med lackens egenskaper. Vitheten hade en något mindre minskning för den bestrykning som bestod av karbonat och titandioxid. Skillnaden var dock mycket liten då alla bestrykningar fick en sänkning av vitheten med cirka 11-13 procentenheter oberoende av utgångsvärdet i vithet för respektive bestrykning innan lackning. Positivt var att det kunde konstateras att den bestrykning som hade det högsta vithetsvärdet före lackning också hade det efter lackning med ett normalt lackpålägg vilket betyder att en hög vithet är av betydelse även om den bestrukna ytan ska lackas. Den sänkning av vitheten som sker kan ha flera tänkbara orsaker. En tänkbar orsak kan vara att lacken förstör den porösa struktur som ger den viktiga ljusspridningen i bestrykningsskiktet. Resultaten visar också att lackens egenskaper tycks vara av stor betydelse. Den gulton som framträdde efter lackning tyder på en ökad absorption av vissa ljusvåglängder. Något som också pekar på detta är att alla fem bestrykningarna fick en liknande sänkning av vitheten. För att säga exakt vad som är orsaken eller vilken kombination som påverkar vitheten mest krävs ytterliggare tester. Olika UV-lacker kan testas eftersom endast en UV-lack har använts i dessa försök. En närmare studie av gränsyta mellan UV-lacken och bestrykningsskiktet bör också göras för att se hur lacken påverkar bestrykningsskiktets struktur.

Denna uppsats är en beskrivning på utvecklingen av detta projekt, där fokuset handlar om teorier och fakta på ljus i samband med transparanta medium. Målet med projektet var att testa och experimentera inom det nämna området fast i 3D grafik, där resultatet är renderade bilder med analys, diskussioner och slutsatser. / This essay describes the development of this project, where the focus is on theories and facts about light and transparent mediums. The aim of the project was to test and experiment the mentioned area in 3D graphics, where the results are single rendered images with analysis, discussions and conclusions.

Koherent Diffraktionsavbildning med en intensiv röntgenpuls från en Frielektronlaser har möjliggjort strukturbestämning av isolerade nanopartiklar som inte går att studera med hjälp av konventionella metoder, så som elektronmikroskopi. En mycket kort pulslängd tillsammans med spridningssignalens beroende av objektets elektroniska struktur medför också möjligheten att studera inducerad ultrasnabb dynamik med denna teknik. I detta projekt studerades joniseringspåverkan av Xe hos Xe-Ar core-shell-nanokluster. Enligt teorin har neutral Xe lägre spridningstvärsnitt under dess 3d-resonans än det motsvarande för fotonenergier över 3d-resonansen. Därför var en hög kontrast i klustren förväntad vid energier över dess 3d-resonans. I stället observerades mörkare regioner liknande hål i rekonstruktioner från de experimentella resultaten vid energier över 3d-resonansen hos Xe. En möjlig förklaring var jonisering av neutral Xe. För att undersöka detta skapades 3D modeller av Xe-Ar nanokluster för att simulera den interaktionen mellan intensiva röntgenpulser och nanokluster. Diffraktionsmönstren som genererades med hjälp av 3D-modellerna användes sedan för att utföra Iterativ fasrekonstruktion och rekonstruera partikeldensiteten. Brytningsindex av neutral Xe och de första tio jontillstånden hos Xe beräknades med hjälp av en modell konstruerad i detta projekt, kallad för step-model. Följaktligen introducerades samtliga jontillstånden hos Xe från 0 till 10 in i 3D modeller av Xe-Ar nanoklustren med brytningsindexen av jontillstånden uppskattade med hjälp av Kramers-Kronig-relationerna. Här antogs det att samtidigt som resonansen för varje Xe-jon förflyttas visar 𝛽 (det vill säga den imaginära komponenten i det komplexa brytningsindexet) som en funktion av fotonenergin, ett icke-monotoniskt beteende med en förändring i fotonenergin. Simuleringsresultaten erhållna med hjälp av Kramers-Kronig-relationerna visade en avtagande trend för 𝛽 i Xe-joner med en laddning> 4+ till skillnad från en ökning i 𝛽 för joner med en laddning <4+ relativt dess motsvarande för neutral Xe. Denna metod ansågs tillräcklig för att användas som en första approximation. Dessa resultat visade att ju mer Xe joniseras (och därför minskar 𝛽) desto mer transparenta blir Xe-jonerna under en laserpuls och därför ser de mörkare ut jämfört med Ar som har sin resonans långt ifrån fotonenergierna relevanta för detta projekt (660–760 eV). Vidare simulerades temporära förändringar i Xe-jonpopulationer för att bekräfta de erhållna simuleringsresultaten via step-model. En massiv energideposition då den intensiva röntgenpulsen träffar Xe-kärnorna initierar en serie av joniseringsmekanismer under de första få femtosekunderna av pulsen. Simuleringar för de jonpopulationer som uppstår och försvinner under förloppet av en 100 femtosekunder-lång röntgenpuls visade att jontillstånd mellan 1+ och 10+ är redan förbrukade efter några få femtosekunder vid 1016 W/cm2. Vid slutet av pulsen observerades endast högt laddade Xe-joner (upp till 35+). Den slutsats som drogs var därför att mörkare regioner som liknade hål och observerades i rekonstruktioner från experimentella data var en konsekvens av en förflyttning av resonansen hos de högt laddade Xe-joner (>4+) relativt dess motsvarande i en neutral Xe så att deras spridning minskar. / Coherent Diffraction Imaging with intense x-ray pulses from X-ray Free-Electron Lasers has enabled structure determination of isolated nanoparticles, that cannot be studied with conventional methods, such as electron microscopy. The very short pulse durations and the intrinsic dependence of the scattering signal on the electronic structure of the scattering object also allow studying ultrafast light-induced dynamics with this technique. In this project, the ionization impact of Xe on Xe-Ar core-shell nanoclusters was studied. Theory predicts that neutral Xe has a lower scattering cross-section below its 3d resonance than that at photon energies above its 3d resonance. Therefore, a high contrast in clusters above the neutral Xe’s 3d resonance is expected. However, in the experimental data, unusual dark features resembling holes were observed at energies above Xe’s 3d resonance. As possible explanation, ionization of neutral Xe was suggested. To investigate this, 3D models of Xe-Ar nanoclusters were created to simulate the interaction of intense x-ray pulses and nanoclusters. The diffraction patterns generated by these 3D models were used to perform Iterative Phase Retrieval to reconstruct the particle densities. The refractive indices of neutral Xe and Xe’s first ten ionic states were computed using a model designed in this project, called the step-model. Hence, each and every ionic state of Xe from 0 to 10 were introduced into the 3D models of the Xe-Ar nanoclusters with refractive indices of the ionic states estimated based on the Kramers-Kronig relations. Here, it was assumed that as the resonance is shifting for every ionic state of Xe, 𝛽 (i.e the imaginary component of the complex refractive index) as a function of photon energy shows a nonmonotonic behavior as the photon energy is varied. The simulation results by Kramers-Kronig relations showed a decrease in 𝛽 for ionic states > 4+ in contrast to an increase in 𝛽 for ions with charges < 4+ relative to that of neutral Xe. This approach was sufficient to be used as a first approximation. The results showed that Xe ions become more transparent to the laser pulse as their charge increases (and 𝛽 thereby decreases) and therefore they appear darker than Ar, which has its resonance far away from photon energies relevant for this project (660–760 eV). Furthermore, temporal changes in ionic populations of Xe were simulated to confirm the simulation results obtained by the step-model. The massive energy deposition upon interaction with the intense laser pulse launches a series of ionization events in the Xe cores during the first few fs of the x-ray pulse. The simulation of ionic populations emerging and depleting during the 100-fs-long 1016 W/cm2 x-ray pulse showed that ionic states 1+ to 10+ are depleted already after a few fs. By the end of the pulse, only highly charged (up to 35+) Xe ions are observed. Therefore, it was concluded that the dark features resembling holes in reconstructions from the experimental data were a consequence of a shift in the resonance of highly charged Xe ions (>4+) relative to that of neutral Xe so that their scattering decreases.

With the recent rise of 3D-printing as a form of manufacturing and their advantages for quick prototyping there is an interest for 3D-printed optical components. This thesis tests how well 3D-printed quasi-optical components preform and verify measurements with electromagnetic simulations. Measurements were made using a 60GHz FM-CW radar as well with a trihedral reflector, and tested on 3D-printed PLA lenses printed using an Ultimaker 2+. The measurements made are of the refractive index of the material, as well as the focal length of the lenses. Results showed PLA having a refractive index close to n = 1.654 in the 60GHz region. Results also showed the lenses having consistent properties like focal length and gain, two lenses having focal length of 23.7 and 23.9 mm which are close to the simulation of 24.05 mm. These findings shows 3D printed quasi-optical components have sufficient performance for use of prototyping or production depending on use. There are also some questions that have arisen like how does crystallisation in the plastic affect the components properties? And how does the PLA degrading affect the quality of the lenses over time? / På grund av framgångar inom 3D-utskrivning på senaste tiden som en form av tillverkning och dess fördelar med snabb framtagande av prototyper finns det ett intresse för utskrivna optiska komponenter. Detta examensarbete testar hur väl 3D-utskrivna kvasioptiska komponenter funger\-ar och verifierar testresultat med elektromagnetiska simuleringar. Mät\-ning\-arna gjordes med en FM-CW radar och en trihedral reflektor, och testade PLA linser utskrivna med en Ultimaker 2+. Mätningar\-na gjordes på materialets brytningsindex samt linsernas brännvidd. Resultaten visade att PLA har ett brytningsindex nära n = 1.654 i 60GHz området. Resultaten visade även hur linserna har konsekventa egenskaper som brännvidd och förstärkning. De två slutgiltiga linserna hade en brännvidd på 23.7 and 23.9 mm vilket är nära simuleringen på 24.05 mm. Dessa resultat visar att 3D-utskrivna komponenter har tillräcklig prestanda för användning i framtagande av prototyper eller produktion beroende på användning. Det finns en del frågor som kommit till, som hur påverkar plastens kristallisation komponentens egenskaper? Och hur påverkar PLAs nedbrytande linsernas kvalité?

This thesis explores and evaluates the temperature measuring capabilities of a phase-sensitive optical time-domain reflectometer (φ-OTDR), which exploits Rayleigh backscattering in normal single mode optical fibers. The device is constructed and its setup explained, and a protocol for making temperature measurements with it is developed. Performance tests are made and the device is shown to achieve fully distributed temperature measurements on fibers hundreds of meters in length with a spatial resolution of 1 m and a temperature resolution of 0.1 K. In addition, the capabilities of the device to measure normal strain in the measurement fiber are tested using the same approach, albeit with less success. The device is capable of very precise measurements, making it very sensitive to the environmental conditions around the measuring fiber but also susceptible to disturbances. Some discussion is had on how to avoid or deal with these disturbances. Furthermore, the technique is shown to be able to run in conjunction with other φ-OTDR measurement techniques from the same device simultaneously. / Det här examensarbetet utforskar och utvärderar förmågorna att mäta temperatur hos en fas-känslig optisk tidsdomän-reflektometer (φ-OTDR), som utnyttjar bakåtriktad Rayleigh-spridning i vanliga optiska singelmodfibrer. Anordningen konstrueras och dess komponentstruktur förklaras, och ett protokoll tas fram för att utföra mätningar med den. Prestandatester utförs och anordningen visas kapabel att göra fullt distribuerade temperaturmätningar längs hundratals meter långa fibrer, med en rymdsupplösning på 1 m och en temperaturupplösning på 0.1 K. Dessutom testas förmågan att mäta normaltöjning hos testfibern med samma metod, dock med mindre framgång. Anordningen är väldigt känslig för förhållandena i omgivningen runt mätningsfibern, vilket gör den kapabel till mätningar med mycket hög precision, men också mottaglig för störningar. Lite diskussion hålls kring hur dessa störningar kan undvikas eller hanteras. Vidare visas att mätningstekniken kan köras samtidigt som andra φ-OTDR-baserade tekniker från samma anordning.