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Large area holographic gratings in nanodiamond-polymer composites for neutron interferometry
Roxana Helena Ackermann
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Physik
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Physics
Betreuer*in
Martin Fally
DOI
10.25365/thesis.80844
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-15123.99204.596024-5
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Diese Arbeit mit dem Titel „Large area holographic gratings in nanodiamond–polymer composites for neutron interferometry“ befasst sich mit der Herstellung großflächiger, homogener und hochqualitativer Nanodiamant-Polymer-Komposit-Volumengitter (NDPC) für die Anwendung in der Neutroneninterferometrie. Die Gitter werden mittels holographischer Aufzeichnung hergestellt und anschließend durch Lichtbeugung optisch charakterisiert. Ziel der Arbeit ist die Vorbereitung von drei Volumengittern für den Einsatz in einem Very-Cold-Neutron Interferometer (VCN) in LLL-Geometrie (triple Laue), wobei zwei Gitter als Strahlteiler und ein Gitter als Spiegel vorgesehen sind. Das Interferometer wird an der PF2-VCN-Beamline am Institut Laue-Langevin (ILL) in Grenoble aufgebaut. Die Arbeit beschreibt die Herstellung des NDPC-Ausgangsmaterials, die Präparation der NDPC-Proben sowie die holographische Aufzeichnung der Gitter in einem Zwei-Strahl-Aufbau. Die optische Charakterisierung erfolgt anhand winkelabhängiger Beugungseffizienzmessungen in Form von Rocking Kurven. Die Analyse der Messergebnisse basiert auf der Coupled-Wave-Theory nach Uchida. Die Gitter werden nacheinander unter identischen Bedingungen auf einer hochplanaren Granitbank aufgezeichnet und mithilfe eines Autokollimators mit mikroradianer Präzision ausgerichtet, um eine exakte Parallelität der Gittervektoren zueinander sowie relativ zur Oberfläche des jeweiligen Glassubstrats sicherzustellen. Am ILL werden die drei Gitter, die das VCN-Interferometer bilden, in identischer Weise auf einer ebenso hochplanaren Granitbank mithilfe des Autokollimators ausgerichtet. Ziel ist es, eine hohe Brechungsindexmodulation, eine laterale Homogenität der Gitterdicke sowie eine hohe Beugungseffizienz für sehr kalte Neutronen zu erreichen. Die Ergebnisse zeigen, dass diese Anforderungen erfolgreich erfüllt werden konnten. Die hergestellten NDPC-Gitter erfüllen damit die wesentlichen Voraussetzungen für ihren Einsatz in einem LLL-Neutroneninterferometer für sehr kalte Neutronen.
Abstract
(Englisch)
This Master’s thesis entitled “Large-area holographic gratings in nanodiamond–polymer composites for neutron interferometry” focuses on the fabrication of large-area, homogeneous and high-quality nanodiamond–polymer composite (NDPC) volume gratings for applications in neutron interferometry. The gratings are fabricated by holographic recording and subsequently characterised by optical diffraction. The aim of this work is the preparation of three volume gratings for use in a very cold neutron (VCN) interferometer in LLL (triple-Laue) geometry, where two gratings are intended to act as beam splitters and one grating as a mirror element. The interferometer is being implemented at the PF2 VCN beamline at the Institut Laue-Langevin (ILL) in Grenoble. The thesis describes the fabrication of the NDPC starting material, the preparation of the NDPC samples and the holographic recording of the gratings using a two-beam setup. The optical characterisation is performed by angle-dependent diffraction efficiency measurements in the form of rocking curves. The analysis of the experimental data is based on coupled-wave theory according to Uchida. The gratings are recorded sequentially under identical conditions on a highly planar granite bench and are aligned with microradian precision using an autocollimator to ensure exact parallelism of the grating vectors with respect to each other as well as relative to the surface of the respective glass substrate. At the ILL, the three gratings constituting the VCN interferometer are aligned in an identical manner on an equally highly planar granite bench using the autocollimator. The objective is to achieve a high refractive index modulation, a laterally homogeneous grating thickness and a high diffraction efficiency for very cold neutrons. The results show that these requirements are successfully fulfilled. The fabricated NDPC gratings therefore meet the essential prerequisites for their use in an LLL neutron interferometer for very cold neutrons.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Deutsch)
Nanodiamant-Polymer-Komposite Holographische Gitter Neutroneninterferometrie Triple-Laue-Interferometer Bragg-Beugung Holographie
Schlagwörter
(Englisch)
Nanodiamond-polymer composites Holographic gratings Very cold neutrons Neutron interferometry Bragg diffraction Coupled-wave theory Diffraction efficiency Holography
Autor*innen
Roxana Helena Ackermann
Haupttitel (Englisch)
Large area holographic gratings in nanodiamond-polymer composites for neutron interferometry
Publikationsjahr
2026
Umfangsangabe
xiv, 59 Seiten : Illustrationen
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Martin Fally
Klassifikationen
33 Physik > 33.05 Experimentalphysik ,
33 Physik > 33.18 Optik
AC Nummer
AC17828250
Utheses ID
79986
Studienkennzahl
UA | 066 | 876 | |