ligo-ex ligo-ds
  Richardson Lab Experimental Log, Page 5 of 15  Not logged in ELOG logo
Entry  Tue Jul 8 11:46:55 2025, Maple Matzner, Update, TCS, Update on SURF progress for Jul 8 Maple_TCS_update_jul_8.pdf
 
Entry  Tue Jul 8 12:15:04 2025, Tyler, Update, TCS, CyMAC ADC Noise Update ADC_comps.pdf
[Tyler, Christina, Ma, Mary]

Below is attached the ADC noise floor of two CyMAC channels vs the Red Pitaya.
The frequency resolution of these RIN spectra are 16 Hz, with N_meas = 19,308,426 for the CyMAC, and N_meas = 263,024.
Entry  Thu Jul 10 16:41:18 2025, Christina, Update, TCS,  2994921113032912040.JPG4717009101108174053.JPG5782646701589802125.JPG
 [Christina, Ma, Tyler] 

 Pomona Box completed and is now on the server rack in 1119. Additionally, the photodetectors were connected to the
box and set up in front of the heater elements. 
Entry  Tue Jul 15 10:40:23 2025, Christina, Update, TCS,  rpon.png
 [Christina, Ma, Tyler] 

 Yesterday, Ma and I started taking data for the PSD/CSD measurements while the photodetectors and one of the heater
elements are on (8) and are using the Red Pitaya to compare it to the data we took for the same measurements on the CyMAC. It will be finished Wednesday
morning, and then we plan on starting to take additional recordings in order to conduct the same type of comparison for the dark noise measurements. 
Entry  Tue Jul 15 13:13:48 2025, Christina, Update, TCS, Photodetector optical post assembly pdreassembly.png
 
Entry  Tue Jul 22 12:20:29 2025, Christina, Update, TCS,  PSDch0-15.pngCSD2hz_16hz.png
 [Ma, Christina, Tyler] 
 Figure 1 shows the following PSDs for channels 0-15 from the 14 hour test. Figure 2 shows the reduced chi squared and
CSD plots for both the 2 Hz and 16 Hz resolutions.
Entry  Tue Jul 29 11:45:19 2025, Maple, Update, TCS, Meeting update Maple_TCS_update_jul_29.pdf
 
Entry  Tue Jul 29 12:30:00 2025, Christina, Update, TCS, 260 hour ADC update CSD_06_28_25_270hr.png
 [Ma, Christina, Tyler] 

ADC CyMAC 260 hr, 8192Hz sampling rate channels V3 and Vref6
Entry  Mon Aug 11 22:19:50 2025, Christina, Update, TCS, Red Pitaya Data Streaming 3.png3-1.png
 [Ma, Tyler, Christina] 

 This past week, we were able to set up the data streaming for continuous acquisition to the PCs, and can conduct the initial tests now. We were
able to do this by:


 Installing the correct OS ecosystems to each Red Pitaya 
 Installing the terminal streaming client 
Entry  Tue Aug 12 13:28:00 2025, Tyler, Update, TCS, RH Fenicsx v. HV Profile_comparison.png1W_diff.png50W_diff.png
 
Entry  Tue Aug 19 12:08:40 2025, Christina, Update, TCS, RP Initial vs CyMAC Plot Comparisons 11hzCSD.png11hzstrain.png
[Tyler, Ma, Christina]


These are the frequency averaged and veto binned plots for the initial Red Pitaya and CyMAC systems.
Entry  Tue Aug 19 12:33:59 2025, Pooyan, Update, TCS, A# BS Update A#_beamsplitter_thermal_lensing.pdf
 
Entry  Tue Aug 26 13:09:03 2025, Tyler, Update, TCS, O6 RH Update 
[Tyler]

 Below are slides giving an update on RH O6 design progress. 

Slides
Entry  Tue Sep 2 11:53:34 2025, Tyler, Update, TCS, RIN Infrastructure Update (09/02/2025) 
[Ma, Tyler]


Below are slides discussing RIN infrastructural updates related to the CyMAC.



Slides
Entry  Tue Sep 9 12:06:38 2025, Tyler, Update, TCS, RH O6 Update 
Slides
Entry  Tue Sep 23 13:10:07 2025, Tyler, Update, TCS, RH O6 Update 09/23/25 
Slides
Entry  Tue Sep 30 12:51:23 2025, Tyler, Update, TCS, O6 RH Update 09/30/2025 
Slides
Entry  Thu Nov 20 13:54:34 2025, Tyler, Update, TCS, FROSTI A# Optimization and Mesh Convergence Analysis Updates_11_19_2025-3.pdf
Attached below are slides discussing FROSTI A# Irradiance optimization and mesh convergence analysis for penetration depth.
Entry  Thu Dec 4 12:10:19 2025, Tyler, Update, TCS, FROSTI A# Profiles and Element Width Optimization 
Slides
Entry  Thu Dec 18 12:51:13 2025, Tyler, Update, TCS, FROSTI A# Profiles Update 
Slides
Entry  Thu Jan 8 12:51:03 2026, Tyler, Update, TCS, FROSTI A# Update 01/08/2026 
Slides
Entry  Thu Jan 15 12:52:58 2026, Tyler, Update, TCS, A# FROSTI Profiles 01/15/26 
Slides
Entry  Thu Jan 15 13:52:55 2026, Xuesi Ma, Update, TCS, FROSTI A# Reflector Update 
Slides
Entry  Thu Jan 22 14:06:00 2026, Xuesi Ma, Update, TCS, FROSTI A# Reflector Update  
Slides
    Reply  Wed Jan 28 11:29:30 2026, Tyler, Update, TCS, A# FROSTI Profiles 01/15/26 




Quote:

Slides



 
    Reply  Thu Feb 5 13:12:28 2026, Tyler, Update, TCS, A# FROSTI Profiles 01/15/26 
 Slides updating progress on FROSTI
A# irradiance profiles and reflector design. Edge roll-off is now included for thermoelastic deformation corrections. 





Quote:

    Reply  Thu Feb 19 12:59:47 2026, Tyler, Update, TCS, A# FROSTI Profiles 01/15/26 

Slides covering a new approach
to optimizing for A# FROSTI profiles. In particular, we start looking at just optimal RH correction. Once this profile is determined, we then minimize
the residual further with FROSTI profiles. 




    Reply  Thu Mar 5 13:01:14 2026, Tyler, Update, TCS, A# FROSTI Profiles Optimization 

Slides
discussing updates on FROSTI A# profile optimizations. In particular, a new RMS function is defined which reduces inner-radii wavefront error variation
to a greater degree.
    Reply  Wed Apr 1 15:02:30 2026, Tyler, Update, TCS, A# FROSTI Profiles Optimization 04/02/2026 

Slides discussing SURF, OPD, and SURF+OPD
optimizations for idealized FROSTI A# profiles.





Quote:


Entry  Thu Apr 9 12:40:24 2026, Xuesi Ma, Update, TCS, A# Ring Heater Design 

Slides discussing for A# Ring Heater
design.
    Reply  Thu Apr 16 13:14:42 2026, Tyler, Update, TCS, A# FROSTI Profiles Optimization 04/02/2026 


Slides discussing including overlapped
irradiance profiles at the center of an A# ITM.





Quote:


Entry  Tue May 5 12:58:53 2026, Tyler, Update, TCS, FROSTI A# Profiles 05/07/2026 Group Meeting 
Slides detailing the incorporation of minimizing
curvature overlap between FROSTI and ring heater actuation profiles.
Entry  Thu Jun 25 11:42:29 2026, Mary, Update, TCS, Beam position optimization algorithm 

Weight Calibration: this study looks at how the thermal-compensation system should be tuned as the laser beam moves off-center
on a detector mirror, with a fixed point-absorber defect in place. The optimizer that sets the actuator powers tries to flatten the wavefront, and it balances
Entry  Tue Sep 1 11:50:44 2026, Ruaraidh Dumbreck, Update, TCS, COMSOL modeling for the ring heater WithRH2D.pngWithRH3D.png
I’ve set up the base COMSOL model for Cosmic Explorer ITM optics (450 mm diameter × 300 mm thickness). I implemented the absorbed heat power in the Heat
Transfer module—using 1 W of self-heating and an exaggerated 150 W ring heater power to make the initial thermal gradients easily visible.

Next, I need
to couple the Solid Mechanics physics to compute front-surface thermal expansion, then run a parametric sweep on the ring heater power to find the value
Entry  Thu Sep 3 10:14:21 2026, Ruaraidh Dumbreck, Update, TCS, COMSOL modeling for the ring heater + Shield 1d.png3d.png2d.png
I had a bit of trouble with the deformation model for the simulation but ive fixed it now, although some of the scales are still in meters. I have seperated
the thermal calculation and the thermoelastic deformation into 2 seperate studys. I can parameter sweep the first study but i am currently having issues
with the 2nd study that i am trying to troubleshoot. 

I have also set im an expression calculator to measure the change in deformation in "v" (the displacement
Entry  Thu Sep 10 10:45:52 2026, Ruaraidh Dumbreck, Update, TCS, COMSOL modeling for the ring heater plot_3.pngplot_2.pngplot_1.png
Since last week, I have put the ring heater on the correct side of the optic and found that the thermal modelling is being limited by the solid mechanics
of the optic, particularily the fixed point on the AR face of the optic. I have been looking into different methods of modelling but not found a solution
as of yet. The silver lining is that i have managed to tie the displacement to the parameter sweep. i have also started reading and learning Braket notation
Entry  Thu Sep 17 11:52:48 2026, Ruaraidh Dumbreck, Update, TCS, COMSOL modeling for the ring heater preliminary run 6x
This week i have fixed the study to model deformation and thermal expansion in 1 study and corrected some errors in the system.

I have seperated the
study into 2 simulations. 1 modelling the heat flux of the ring heater, for 1W deposited power, only and another modelling the heat flux of the self induced
heating, also 1W deposited power.

since the ring heater heat is deposited closer to the AR face, i made the fixed constraint for this model the middle
Entry  Thu Sep 24 14:00:51 2026, Ruaraidh Dumbreck, Update, TCS, debugging and troubleshooting Screenshot_2026-09-24_134753.pngScreenshot_2026-09-24_135028.pngScreenshot_2026-09-24_135315.png
I am in the process of comparing my model to the pre existing model used for current ligo parameters. the aim is to have 2 studies, 1 where i change the
parameters of the existing model to that of A#, remove the CP and add a shield. Another to change my model to the parameter and geometry of the existing
ALIGO model (without a CP) and see if our deformation plots produce the same results.

I am having some troubleshooting issues with both models as there
Entry  Thu Oct 1 13:04:03 2026, Ruaraidh Dumbreck, Update, TCS, COMSOL Shield modeling (My model scaled to PRL model parmeters) self.pngRH.pngPRL_self_HR.png
so i have managed to produce good results for my model. I have managed to produce results that agree withing ~0.2%. The  metric im using to compare the
2 models is the results sub plot node->data range. This data range shows the maximum+ minimum values for the data being plotted (example attached). in
the case of these graphs one of either the maxima or minima are 0 (depending on orientation of the geometry). I have managed to acheive very close values
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 Oct 30 11:03:56 2023, Tyler, Update, Scripts/Programs,  Screenshot_2023-10-23_at_12.39.05_PM.png

FLIR: After some adjustments, the plot generated from the FLIR measurements look much more symmetric (see attachment). There are more included grid
points, which smooths out the curve as compared to last week. 


Red Pitaya: It looks like a new OS update was released for the RP, which includes
a new Python API (was previously only available in C). I'm going to try and update the one we have currently running in lab.
Entry  Tue Feb 6 22:40:25 2024, Michael, Update, Scripts/Programs, Long Crab 1 Design Created In Gtrace Long_Crab1.pnglong_crab_1_desmos.PNG
Worked on and completed the python code for the simulation of the Long Crab 1 layout for Cosmic Explorer basing off of Pooyan's original work with the Crab
1 layout. From here I'll look into creating the shoelaces layouts.
ELOG V3.1.3-7933898