ligo-ex ligo-ds
  Richardson Lab Experimental Log, Page 2 of 11  Not logged in ELOG logo
    Reply  Mon Mar 25 10:55:33 2024, Tyler, Update, DAQ, RTD Parameter Calibration RTD_Calib_nobeta.png
Refitted RTD calibration, neglecting quadratic term:

       R_0 (ohm)   Alpha (1/C)
RTD 0    79.3962   0.002031 
RTD 1    78.2874    0.002530 
    Reply  Tue Mar 26 13:51:56 2024, Tyler, Update, DAQ, RTD Parameter Calibration Screenshot_2024-03-26_at_1.23.27_PM.png
 Another re-fit, but this time the quadratic coefficient (beta) is set to 1.003e-6:

       R_0 (ohm)   Alpha
(1/C)
RTD 0    79.7386   0.001863 
Entry  Thu May 2 22:43:36 2024, Tyler, Update, Electronics, RTD Readout Chassis Redesign IMG_9013.jpg
[Tyler, Jon]


Today the FROSTI RTD readout chassis underwent a redesign:



Instead of the original ratiometric method, which involved wiring the FROSTI RTDs in series, each element is individually powered by separate
excitations. Each element additionally possesses its own reference resistor of 100 Ohm. Now, if an RTD experiences an electrical short, it should not affect
Entry  Mon May 13 13:03:41 2024, Tyler, Update, FLIR, Readout Code Updates AcquisitionImage(Jul-18-2023_15_24).jpg.png
[Tyler]


Some changes have been made to the FLIR readout code to help improve its functionality:


More accurate temperature readings
than before due to updates in the calculation procedure. A bug was causing one of the parameters to not update correctly; this is now fixed.
Saved
data now stored in HDF5 files rather than CSV.
User can now enable automatic data storage by specifying a collection interval (in minutes). The
Entry  Mon Jun 3 14:14:39 2024, Tyler, Update, FLIR, Initial CIT FROSTI Analysis  CIT_FROSTI_Analysis_Group_Meeting-2.pdf
[Tyler]


Attached below are the initial results of the CIT FROSTI testing analysis.
    Reply  Mon Jun 10 14:52:38 2024, Tyler, Update, FLIR, CIT FROSTI Analysis Update FROSTI_HR_Temperature_Difference-7.png
[Tyler]


Upon further inspection, one adjustment was made to the FROSTI profile analysis: changing the transmission value of the ZnSe viewport. It
was initially assumed that the viewport possessed an AR coating, which would bring the transmission into the 90% range. Without the coating, it drops to
roughly 70%. Assuming no coating, the estimated delivered power was calculated to be 11.7 W. This is consistent with the estimated power given from the
    Reply  Mon Jul 29 13:39:16 2024, Tyler, Update, DAQ, RTD Parameter Calibration RTD_Recal_params.pngRTD_recal_plots_fin.png
[Tyler]


Using the data taken during the FROSTI testing at Caltech, I attempted to find a better calibration of the RTD sensors, given our past issues
with inaccurate readings. The fit parameters, alpha and beta, are still all different from the initial values given to us by Fralock (alpha = .003, beta
= 1.003e-6, R_0 was not given), but the true values will differ based on factors such as part geometry.
Entry  Mon Jul 29 14:30:16 2024, Tyler, Update, Cleanroom, RIN Measurement Set-up RIN_FROSTI.jpg
[Tyler]


I have begun moving parts into the cleanroom for the upcoming FROSTI RIN tests that will be conducted within the next few weeks. While waiting
for the rest of the equipment to arrive to perform the full-scale tests, I have additionally moved the FROSTI under the shelf above the optical table,
where it will stay for the meantime. As always, please use caution when in the cleanroom. Aside from the FROSTI, the IR photodetectors that will be used
    Reply  Mon Aug 12 16:24:34 2024, Tyler, Update, Cleanroom, RIN Measurement Update 1 Basic_setup.jpgRP.jpg
[Tyler]


For some preliminary tests, I moved the IR photodetectors outside of the cleanroom and onto the other optical table. The basic goal was
to obtain a signal from both photodetectors. To achieve this, one of the heater cartridges used for early FLIR measurements months ago was hooked up to
a power supply (PS). The PS was set to supply 0.20 A with a voltage of 2.8 V; the corresponding power is thus 0.56 W. With this, I was able to measure
Entry  Tue Sep 3 18:24:17 2024, Tyler, Update, CDS, Cymac Timing Chassis Issue 
[Tyler, Jon]


The timing chassis used for the cymac has been shut off due to an unknown issue causing its supplied current to fluctuate. All real-time
models will be suspended until a solution is found.
Entry  Mon Sep 16 14:59:51 2024, Tyler, Update, TCS, FLIR RIN Update 09/16 adc_noise_floor_photodectors.png

Below is the dark noise spectrum of the Red Pitaya, which was measured over the course of a weekend. Additionally, I have successfully measured a signal
from the photodetectors with the FROSTI as the IR source, so it seems there shouldn't be any worry of these particular detectors not being feasible for
the RIN measurement. 
Entry  Mon Sep 23 15:11:21 2024, Tyler, Update, Scripts/Programs, Effective Emissivity Analysis and RIN Update OPD_Plot.pngTemp_emiss_plot.pngrin_photodectors.pngRIN_setup.jpg
 A quick update on the effective emissivity analysis for the CIT FROSTI testing: 

 
I was able to (roughly) match the OPD data to a referenced COMSOL model, with an applied power of 12.6 W (as seen below). However, when changing
the emissivity of the ETM in COMSOL, the dT profiles do not seem to change much. I am not sure as to why this is the case at the moment, and will continue
Entry  Wed Oct 2 12:20:43 2024, Tyler, Update, TCS, Updated FROSTI Analysis 10/02/2024 FROSTI_Analysis_Updates.pdf
Attached below are updates on current FROSTI prototype analysis.
Entry  Wed Oct 9 13:52:31 2024, Tyler, Update, TCS, RIN Update 10/09/2024 RIN_plots_CH0.pdf
 I tried adjusting the gain settings on the photodetectors to check if this would help improve the RIN spectra measurements. Overall, it doesn't look
like it does, and if anything, looks worse. I assume this is so because as the gain is lowered, the amount of detectable signal from the FROSTI becomes
smaller and smaller.
Entry  Tue Oct 29 16:37:35 2024, Tyler, Update, Electronics, Red Pitaya OS Update 
 The Red Pitaya ecosystem has been upgraded to OS 2.00-35, with a key feature being greater freedom in adjusting the sampling frequency for signal
analysis. Before, decimation factors could only be applied if they were a power of 2 (i.e 2,4,8,16,...) up to 65536. Now, the factors can be any power
of two up to 16, and any whole number greater than 16 up to 65536. Further information can be found here.
Entry  Wed Nov 13 14:03:32 2024, Tyler, Update, Electronics, RIN Update IMG_0463.jpgCH0_CH1_ASDs.pdf
[Tyler]


We've added two low-pass filters in hopes of reducing any potential aliasing that may be introducing additional noise into the power spectra
for the RIN measurements. It still looks like the noise levels are too high. Attached below are some recent measurements taken with the FROSTI powered
on and off.
Entry  Wed Nov 20 12:59:37 2024, Tyler, Update, Electronics, RIN Update ASD_plots.pdf
I went ahead and compared the noise spectrum of the ADC to those of the photodetectors with the FROSTI on and off. As discussed last meeting, it looks like
the measurements with the Red Pitaya (RP) are limited by the ADC noise floor.  Another avenue to explore in this measurement could be switching to the
cymac ADCs.
Entry  Wed Nov 27 13:48:01 2024, Tyler, Update, Electronics, RIN Update New_ASD_plots.pdf
[Tyler]

 
I downgraded the Red Pitaya back to OS 2.00-18 due to runtime errors during measurement. Once I did this, the device appeared to work much
better than it has the last few weeks. First, it appears we can actually see the cutoff of the added low-pass filters that were added in to the RIN setup.
Second, there does appear to be a difference again between the FROSTI ON state versus the dark state (i.e. FROSTI OFF). A long measurement of the ADC noise
Entry  Wed Dec 11 13:39:30 2024, Tyler, Update, Electronics, RIN Update 12/11/2024 Updated_ASD_plots.pdf
[Tyler]


Attached below are updated ASD plots for the FROSTI RIN measurements. The parameters set for this are the following: 


 DFT Size (N): 16384 
 Sampling Frequency (F_s): 7.629 kHz 
 Resolution (F_s/N): 0.47 
 CH0 DC Voltage w/FROSTI
ON: 113.6 mV 
 CH0 DC Voltage w/FROSTI OFF: -5.7 mV 
 CH1 DC Voltage w/FROSTI ON: 113.0 mV 
 CH1 DC Voltage w/FROSTI OFF:
Entry  Wed Dec 18 15:41:56 2024, Tyler, Update, TCS, FROSTI RIN 
[Tyler]


I have begun the (hopefully) final RIN measurements at 3:30 PM today. If you need to go into the cleanroom at any time between now and Sunday
(the 22nd),  please do not touch the FROSTI, the Red Pitaya, the photodetectors, or any of the wiring. 
Entry  Mon Dec 23 14:33:36 2024, Tyler, Update, TCS, Latest RIN Measurement Results Updated_ASD_plots.pdfDark_Noise_Thermal_ASD_plots.pdfDC_Voltages.pdfRP-2.jpg
Attached below are the measurements I took from the FROSTI from 12/18-12/22.
Entry  Tue Jan 14 10:27:14 2025, Tyler, Update, TCS, RIN Updates ASD_plots_01_14_2025.pdf
[Tyler]


Attached below are updated plots for the FROSTI RIN measurements for Jan 14 group meeting.
Entry  Fri Jan 17 13:27:07 2025, Tyler, Update, TCS, FROSTI Pre-disassembly IMG_1828.jpegIMG_1830.jpeg
[Tyler, Ma, Cece, Jon, Luke, Cynthia, Michael]

On Tuesday, we prepared the FROSTI for disassembly in anticipation of the APS filming that is set to
take place in the labs. The FROSTI has been unbolted from the optical table in the cleanroom, with its wires weighted down and the majority of its screws
removed to ensure an easy removal of the reflectors during the filming process.
Entry  Wed Jan 22 10:50:08 2025, Tyler, Update, TCS, FROSTI Disassembly IMG_1843.pngIMG_1844.pngIMG_1849.pngIMG_1850.png
[Tyler, Ma, Cece, Luis, Shane, Luke, Cynthia, Liu, Jon]

On Tuesday (Jan 21), we took the FROSTI apart in front of a filming crew. It was a success!
The footage is going to be used in an APS video detailing the experimental cosmology research conducted in the department.

The FROSTI reflectors, heater elements, and legs were all bagged separately and a currently being stored in the cleanroom. If you need to do
Entry  Tue Feb 18 10:12:39 2025, Tyler, Update, TCS, Final RIN Plot Update Preliminary_RIN_plot.pdfFROSTI_ON.pdfDark_Noise.pdfADC_Noise.pdf

Below is a preview of the final RIN figure that will be included in the FROSTI instrument paper. A quick summary of what is shown below:


The original RIN CSD measurement is shown on the top panel in red. Frequency bins that exhibit external electronics noise (ex. ADC, photodetector
noise, etc.) are identified and shaded in gray. These noisy bins are then excluded from the dataset before beginning the next step in the analysis process:
Entry  Tue Mar 4 10:28:58 2025, Tyler, Update, TCS, RIN Plot Updates Dark_bin_veto.pdfMock_final_plot_inst.pdf
 
Entry  Tue Mar 25 12:56:47 2025, Tyler, Update, TCS, FROSTI Analysis Finalization FROSTI_OPD_profile.pdfFROSTI_temperature_profile.pdf
Upon final review of the FROSTI analysis included in the (hopefully) soon-to-be submitted instrument paper, I've made some adjustments to the reflectivity
analysis that estimates the amount of power delivered to the test mass by the FROSTI. Initially, as detailed in elog
447, the delivered power was approximated to be 12.6 W (later adjusted to 12.9 W), with roughly 18% of this power being reflected by the test mass.
Entry  Tue Jun 27 14:04:42 2023, Sophia A. , Update, Measuring Noise in Interferometer, Interferometer set up and connection to red pitaya IMG_6756.jpgIMG_6754.jpgIMG_6755.jpg
Today we (Sophia and Tyler) constructed the set-up for the electrical noise calculation that I will be conducting this summer. I have included images of
the setup below. Our system is effectively a green laser, that feeds into a type of polarizer, then into a beam splitter which sends the laser light down
two arms into detectors. We started by connecting the detectors to an oscilloscope to determine whether the signal will exceed 1V, as the red pitaya (our
Entry  Tue Jul 18 14:13:46 2023, Sophia , Update, Scripts/Programs, Update on Laser Noise Data Collection and Analysis 6x
We [Sophia and Tyler] have found a code which will partition our data and generate PSD's and CSD's automatically. We are now in the stage of writing this
into a dynamic code, which so far has been fast-paced because of the framework we have built for it over the past few weeks. 

Something to note is that
we have found, especially over long periods of time, the laser goes through periods of extreme noise and the signals often cross from where we set them
Entry  Thu Jul 27 11:28:36 2023, Sophia , Update, Scripts/Programs, Update on Laser Noise Data Collection and Analysis: Dynamic CSD and PSD Plots Screenshot_2023-07-26_at_3.02.05_PM.pngScreenshot_2023-07-26_at_1.38.47_PM.pngScreenshot_2023-07-27_at_1.36.24_PM.pngScreenshot_2023-07-27_at_1.33.01_PM.png
This week I have successfully been able to implement our dynamic CSD and PSD plotting code, but along the way I encountered a few challenges which I will
outline in this elog post. 

Challenges: 
1. Once I was able to plot the data through time, I produced a graph of the raw data (shown below in the top
to images) which showed pulsed data instead of a continuous stream. On Tuesday (26th of July) Tyler and I fixed this issue, realizing that calling the
Entry  Thu Jul 27 14:11:42 2023, Sophia, Update, Scripts/Programs, Update on Laser Noise Data Collection and Analysis: Dynamic CSD and PSD Plots Screen_Recording_2023-07-27_at_5.08.25_PM.mov
Here's a screen recording of the dynamic raw data and PSD/CSD plots as they are now. Will begin working on implementing a code to generate the statistical
estimator for the CSD uncertainty now. (Will talk to Tyler more about whether I can get the lines to happen or not)
Entry  Mon Jul 31 19:27:30 2023, Sophia, Update, Scripts/Programs, Update on Laser Noise Data Collection and Analysis: Dynamic CSD and PSD Plots Screenshot_2023-07-31_at_10.18.44_PM.pngScreen_Recording_2023-07-31_at_10.16.31_PM.movScreen_Recording_2023-07-31_at_10.19.55_PM.movScreenshot_2023-07-31_at_10.21.44_PM.pngScreenshot_2023-07-31_at_10.26.34_PM.png
An update on the CSD/PSD code: 

The code is now taking a dynamic average of the points, and that has significantly reduced the noise that we were reading
and the issues I was having with the lines in the plots. The graph for the CSD is still putting up a fight though, and amassing many lines that do not
appear when just scatter plotted. I plan to fix that tomorrow, alongside inserting my own generated signal into the data. I have plotted the coherence
Entry  Tue Aug 1 15:44:31 2023, Sophia, Update, Scripts/Programs, Update on Laser Noise Data Collection and Analysis: Dynamic CSD and PSD Plots 6x
We have identified two problems facing the intensity noise calculations, which we are working to solve. 

The first of these problems, is that the red
pitaya appears to be taking data approximately 4 times faster than we would expect from the decimation rate based on how quickly it runs. To see if this
was affecting our data, we plugged the red pitaya into a function generator. We found that my code is able to identify the driving frequency, but consistently
Entry  Mon Aug 7 15:36:18 2023, Sophia, Update, Scripts/Programs, Update on Laser Noise Data Collection and Analysis: Dynamic CSD and PSD Plots 7x
Today I was able to fix the red pitaya's plotting problem, and get my code to recognize driving frequencies from the function generator to within a 0.5
Hz estimation. The sinusoidal plots I have included are from sending a 1 Hz signal into the red pitaya to see the signal in real time. This allowed me
to see exactly where the system was messing up, and fix from the ground up. Once I had that working, I began to test sending in frequencies in the range
Entry  Tue Aug 8 16:47:11 2023, Sophia, Update, Scripts/Programs, Update on Dynamic CSD and PSD Plots Screen_Recording_2023-08-08_at_7.42.30_PM.movScreenshot_2023-08-08_at_2.22.50_PM.pngScreenshot_2023-08-08_at_5.16.08_PM.png
We have fixed our rapid plotting error, and realized that this has not been affecting our data intake! Below is a video of the code progressing, alongside
grabbed images of the raw data. The data is now continuous, and performs as we expect. Next, I plan to add a widget which will dynamically show the peak
values instead of them just being printed in the terminal after each iteration. (Ignore the red box-- it was from me struggling with a now fixed issue).
Entry  Tue Aug 15 10:35:00 2023, Sophia, Update, Scripts/Programs, Update on Laser Noise Data Collection and Analysis: Dynamic CSD and PSD Plots Screenshot_2023-08-14_at_8.18.49_PM.pngScreenshot_2023-08-14_at_8.18.43_PM.pngScreen_Recording_2023-08-14_at_8.17.50_PM.movScreenshot_2023-08-15_at_1.24.54_PM.pngScreenshot_2023-08-15_at_1.32.30_PM.png
I have successfully added a button to my graphics, but it has posed a strange issue with the CSD and PSD values. When I plot my original code, I still see
the pretty peaks that I was getting originally, while my new code (as shown in the video and in the last screenshot) is giving me more of a line. In my
code that gives the peak values, the CSD values also tend to fluctuate in this new code as well (shown in the first screenshot), before returning to the
Entry  Tue Aug 15 13:32:37 2023, Sophia, Update, Scripts/Programs, Update on Laser Noise Data Collection and Analysis: Dynamic CSD and PSD Plots Screenshot_2023-08-15_at_4.27.58_PM.pngScreenshot_2023-08-15_at_2.21.18_PM.pngScreenshot_2023-08-15_at_5.25.05_PM.png
I have now fixed all issues that I was having this morning, and have added text boxes which show the peak values of both PSD's and the CSD alongside the
graphs. They also update continuously with the graph. This is shown in the top image. The laser was driven at 400Hz, and had 0.5V peak to peak voltage,
both of which appear correctly in the below graphs. 

Now that the code is almost fully working (we will finish debugging the screenshot method later
Entry  Mon Jul 1 11:45:45 2024, Sid, Update, Interferometer Simulations,  
Progress update: Most of last week was spent getting set up with SIS, and learning how to do basic simulations. The goal for this week is to begin reproducing
the methodology from T2000338. I have begun with studying perturbations to mirror curvature and position in a simple FP cavity, but thus far have been
unable to get the same results.
Entry  Thu Nov 9 13:57:58 2023, Shane, Luis, Aiden, Tyler, Update, Cleanroom, cleanroom cleaning and particle count 



[Aiden, Shane, Luis, Tyler]


cleaning cleanroom and particle count

12:30 pm: Tyler and Aiden started organizing cables in cleanroom 

12:35 pm: started particle count in flow bench 

0.3 u: 116810.5 u: 32841.0 u: 1039

12:50 pm: started cleanroom particle count
zone 3:  0.3
Entry  Mon Dec 11 12:58:57 2023, Shane, Luis, Update, CDS, DAC-ADC loopback test debugging 
[Luis, Shane]

Working on debugging last week's weird results for the ADC-DAC loopback test for channels 14 and 15. With DAC output channels 12-15 connected
to ADC input channels 12-15: tried setting matrix coefficients for channels 12-15 to 1, and as with last week's results, DAC is outputting as expected
for all three channels and ADC is not reading in the signal (hovering around -4,-5) for channels 14 and 15. Channels 12 and 13 still reading in correctly.
Entry  Thu Nov 2 17:14:36 2023, Shane, Jon , Update, CDS, CyMAC set up permanentized  cymac_chassis_back.jpegcymac_chassis_back2.jpegcymac_chassis_front.jpegfinal_connections_back_of_power_supply.jpegpower_supply_back.jpeg




CyMAC connections have been finalized and made permanent. Also tested voltages, which are all looking good. Warning:
power is on. Do not touch power supply terminals or screws connected to grounding cables (see attached images 4 and 5; green wires on back of power supply
with black and yellow covers, and exposed positive and negative terminals on back of power supply).
Entry  Mon Jul 24 16:19:29 2023, Shane, Jon, Update, Electronics, Chassis semi-assembled and moved IMG_8386.pdf
Began assembly on AA and AI chassis today, moved them both to top work bench shelf (image attached). They are delicate so please do not disturb them or
put anything on top of them.
Entry  Thu Jul 27 14:46:55 2023, Shane, Jon, Update, Electronics, AA chassis DC on/off switch assembled 
Made the first DC on/off switch assembly today and installed in anti-aliasing chassis. Second switch assembly to be completed later.
Entry  Thu Aug 3 18:03:42 2023, Shane, Jon, Update, CDS, Anti-Aliasing chassis complete IMG_8544.jpeg
We finished installing the internal power supply cables in the anti-aliasing chassis today, which concludes its assembly. Work on AI, BI, BO chassis still
underway. 
Entry  Tue Aug 8 17:03:22 2023, Shane, Jon, Update, CDS, Binary input chassis finished IMG_8681.jpeg
Finished assembly of the binary input chassis today, including DC on/off switch and LED installation. external cable assemblies still needed, but internal
work done. 
Entry  Wed Aug 16 16:55:40 2023, Shane, Jon, Update, CDS, external power supply cables finished IMG_9251.jpeg
All four external power supply cables for the CyMAC chassis are now assembled. Using them now to test if chassis power up correctly. 
Entry  Wed Aug 16 17:17:02 2023, Shane, Jon, Update, CDS, Binary input chassis powering correctly  IMG_9253.jpeg
Binary input chassis passed power-on test, and is lighting up as expected. Binary output chassis also successfully powered on. AA and AI chassis not powering
on correctly, need to do some debugging to find the problem. 
Entry  Thu Sep 14 17:05:38 2023, Shane, Jon, Update, CDS, Timing chassis setup and testing 
Tested the setup today for the timing chassis (intended to provide the timing reference for the CyMAC). Was able to read the correct frequency, but voltage
was significantly lower than needed. Still identifying source of problem, and looking into the relationship between the supportable ohm load and the voltage.
Entry  Fri Sep 29 17:27:30 2023, Shane, Jon, Update, CDS, Timing chassis assembly progress (CyMAC) timing_chassis.jpegBI_chassis.jpeg
Worked on timing chassis assembly today for the CyMAC, settled on layout (see attachment 1). Frequency synthesizer and frequency divider tentatively mounted.
Next steps involve putting together and installing an LED and DC on/off switch assembly like the one in the binary input chassis (attachment 2 for comparison;
orange and black wires in BI chassis analogous to red and black wires in timing chassis). Will also use front and back panels of BI chassis as a template
Entry  Mon Oct 9 16:59:21 2023, Shane, Jon, Update, CDS, timing chassis power cable and AI chassis testing for CyMAC IMG_1457.jpeg



[Shane, Jon]


Today's CyMAC work: 

Finished assembling external power supply cable for the timing
chassis (see attached image) 

Also did some debugging of AA and AI chassis re: power issues. After testing voltages at various test points
on the power regulator board (TP1-TP6) in the AA chassis, it seems like it's the source of the problem. Used bench DC power supply to test, running 15V,
ELOG V3.1.3-7933898