ligo-ex ligo-ds
  Richardson Lab Experimental Log, Page 5 of 13  Not logged in ELOG logo
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  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.
Entry  Fri Jun 14 13:32:13 2024, Liu, Update, Scripts/Programs, COMSOL simulation on rectangular heater elements design 6x
I have been looking at the feasibility of an alternative heater element design for FROSTI that replaces the original ring-like heater elements with n
rectangular elements with straight edges. They form an n-sided regular polygon that could well approximate the original annular ring if n is large enough.
This eliminates curved surfaces requirement for the heater elements, which was the source of the many month production delay for the prototype parts. 
Entry  Fri Jun 21 11:47:30 2024, Liu, Update, Scripts/Programs, COMSOL simulation on alternative straightened heater elements design 6x
 In the previous post, we saw that for the heater element design with straight
edges in replacement of the current eight-element ring-like design, it provides the similar Gaussian-like irradiance profiles, but with smaller power delivery
efficiencies, as shown in the plot. This turned
Entry  Thu Jun 27 11:09:14 2024, Liu, Update, Scripts/Programs, Straight edge STEP files and ray loss analysis edge_CAD_8x2_step.PNGedge_CAD_step.PNGIrradiance_frontheater.pngIrradiance_profile.pdf
 Drawings and CAD models of the straight-edge designs are exported, and are visualized in SOLIDWORKS. Two are attached. One is a single edge of the evenly
spaced polygon design with 16 edges, and the other is the 8x2 design, with two neighboring edges grouped together to replace the original single curved
heater. 

 For the straight edge design in COMSOL, ray power detectors were placed at the heater's front surface. The irradiance is shown in 
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  Sun Feb 23 16:00:07 2025, Luke , Update, Scripts/Programs, Ringheater modeling Update mesh_convergence.pngnumerical_error_in_innerproduct_of_zernike_basis_elemets.png
These are some plots:
The first shows the convergence of the 02 mode reducing the size of the mesh. The second shows the the numerical error of the zernike. 
Entry  Sun Mar 23 15:39:06 2025, Luke Johnson, Update, Scripts/Programs, Ringheater Location optimization _4-4.png_40.png02.pngHOM_power.svg
Attached are some plots that show a new parameter sweep with a finer mesh then before. I have also been able to get a heatmap of power of HOMs in a very
simple finesse model. 
Entry  Mon Mar 31 11:26:45 2025, Luke Johnson, Update, Scripts/Programs, Heatmaps of power delivery performance  temp_required.pngefficiency.png
These plots show the required temperature to release 100W of power and the efficiency of a particular configuration with half-width w and distance away
from the barrel z. I want to add to these heat maps a limit line that has restricts the proximity of the reflectors from the barrel. 
Entry  Tue Apr 8 12:15:59 2025, Luke , Update, Scripts/Programs, Updated optimization plot HOM_scattering_w__nominal_and_min.png
 
Entry  Tue Apr 22 08:00:39 2025, Luke , Update, Scripts/Programs, Thermal optimization modeling 40kg 40kg_into_HOM.png
I have redone the width and location optimization with a 40kg test mass. This was to see where the nominal ring heater would fall in this optimization
map see attached.
There are two concerns I have with this modeling:
Entry  Fri Apr 25 09:09:03 2025, Luke , Update, Scripts/Programs, Update to optimization plots HOM_scattering_100kg_modified.pngcurvature_100kg.pnginitial_contour_plot_with_hom_and_curvature.pngtemp_quality_(log10_ratio).png
I have calculated the curvature of the surface plots and created a heat map out of the data. I have also created a contour plot of them together. It is
very rough and the artifacts at small w make it hard to read. I am planning on excluding that data and replot them. In the meantime I have created a temporary
function that balance the two values. (log_10(curvature/HOMscattering))
 
Entry  Fri Apr 25 19:18:10 2025, Luke , Update, Scripts/Programs, New optimization plots effective_power.pngproximity.png
I have created two more plots. One on the transmitted power for a specific configuration. This was done by taking the product of the efficiency and the
power released by surface area of the source plane for a configuration assuming it is at 300C. The second is a plot of how close the reflector is to the
test mass I have included a contour line at 2mm the nominal proximity constraint. Both of these plots are generated for a 2cm wide target plane.
Entry  Sun May 4 18:17:45 2025, Luke , Update, Scripts/Programs, Ringheater modeling Update 
Slides

I have changed some properties of the thermal model and am re-running the thermal sweeping
I have also been messing around with making
a logo
Entry  Sun May 11 19:36:42 2025, Luke , Update, Scripts/Programs, New optimization plots 
Slides
I have re-run the optimization plots with the changes mentioned last week. 
I have added the heat maps of the HOM scattering from HR deformation and the HOM scattering due to the OPD difference as well as the curvature
Entry  Mon May 26 11:15:28 2025, Luke, Update, Scripts/Programs, Update to optimization plots 
I have created some new optimization plots. I have also started on a model like the previous Desmos model, but in python. 
Slides
Entry  Mon Jun 2 09:45:06 2025, Luke , Update, Scripts/Programs, Ringheater modeling Update 
Slides
I have added some slides to my meeting updates. The updates include: my choice in position and width, some figures I have added to my write up,
and what I think my immediate steps are to wrap up.
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  Wed Aug 17 16:04:30 2022, Phoebe Zyla, Summary, Lore, Testing the Cartridge Heater and Collecting FLIR Data Screenshot_(74).pngScreenshot_(75).pngScreenshot_from_2022-08-15_11-24-40.pngAcquisitionImage(Aug-15-2022_14_16).jpg
We have tested the heater to find emissivity, mounted the heater system to the optical table, and have taken irradiance maps of the heater projected
onto the screen. 

The heater's emissivity was determined by using a thermocouple in conjunction with the FLIR's temperature calibration. To attach
the thermocouple to the heater initially, I used Kapton tape and ran both the wires of the heater and the thermocouple through the heater bridge. This
Entry  Tue Nov 21 14:47:24 2023, Tyler, Update, Lore, 1129 Workbench Assembly Update 1 IMG_7569.jpgIMG_7568.jpg

[Tyler, Shane, Mohak, Cynthia, Luke, Michael, Luis]


Started assembly of the workbench equipment today. We completed the stools, and have constructed the frames of each workbench. All that needs to
be added are the tabletops and the top shelves, which will be done on Monday.
Entry  Mon Nov 27 14:22:30 2023, Tyler, Update, Lore, 1129 Assembly Update IMG_7669.jpgIMG_7668.jpg
[Tyler, Michael, Luke, Cynthia]


The tabletops have been attached to the workbench frames. Unfortunately, one of the tabletops came out of the box
with a large scratch and small dent in the middle. One of the electric top shelves is ready to be attached to the undamaged table, but the other is yet
to be opened. Assembly will be completed Wednesday morning.
Entry  Thu Nov 30 13:50:32 2023, Tyler, Update, Lore, Workbench Assembly Completed IMG_7686.jpg
[Tyler, Luke, Aiden]



The workbenches are now completely assembled and put into their final places. Additionally, the tool chest has been moved.

Entry  Tue Feb 13 01:26:30 2024, Peter, Update, Interferometer Simulations, CARM Power Simulations Scenario_3_CARM.pdfScenario_3_CARM_Gouy.pdf
Cao's simulations of the circulating power and gouy phase through a single arm cavity of the interferometer have been reproduced. Images of the plots can
be shown in the pdfs attached. There are approx. 400 lines in this code (scenario_3_carm) that produces these plots. This code also calls on a separate
code source file (thermal_models) that defines many of the functions used in this main simulation. The thermal_models file consists of over 1000 lines.
Entry  Tue Feb 13 04:05:32 2024, Michael, Update, Interferometer Simulations, Shoelaces 1 Layout Simulated in GTrace shoelaces1_dxf.JPGshoelaces1_desmos.JPG
I've worked on and have completed a first simulation of Cosmic Explorer's Shoelaces 1 layout. This is based off of Pooyan's original work with Gtrace much
like the Long Crab 1 layout I worked on last week. This layout will allow me to quickly created the alternate shoelaces layouts. I've included an image
of the dxf, and a desmos model for reference.
Entry  Tue Feb 13 12:26:23 2024, Tyler, Update, Interferometer Simulations, BS Code Update thickness1.pdfbs_opd_homloss_h6cm_w2cm.pdf
 I reproduced Cao's CE beamsplitter code (see below for example plots). I received the current info on the beamsplitter parameters for A+ and A# from
GariLynn also. The next steps are to perform a similar power loss analysis on the anticipated A# beamsplitter.
Entry  Tue Feb 13 13:02:41 2024, Pooyan, Update, Interferometer Simulations, Cacity sacn of Fabry-Perot  IFOSim_update_2_13_24.pdf
Created a simple model of Fabry-Perot cavity in SIS, and did a cavity scan. Total power in the cavity, 00 mode, and HOMs is measured. 
Entry  Wed Feb 21 23:15:07 2024, Michael, Update, Interferometer Simulations, Long Shoelaces 1 Layout Created in Gtrace and Fixed Ghosting in Beamsplitter long_shoelaces1_desmos.JPGAR_side_with_reflection.PNGAR_side_without_reflection.PNG
I have created the long shoelaces 1 layout for cosmic explorer using gtrace, a slight modification from the shoelaces 1 layout design. I also modified the
simulation code slightly to remove ghosting effects in the beamsplitter. Originally the python code specified that the HR and AR sides of the beamsplitter
both have the same transmission/reflection. I modified this to the ideal case of: Refl_AR = 0, Trans_AR = 1. I have attached two images below to show the
ELOG V3.1.3-7933898