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  Richardson Lab Experimental Log, Page 5 of 12  Not logged in ELOG logo
Entry  Tue Apr 8 00:17:01 2025, Michael, Update, Interferometer Simulations, Squeezing Performance Graphs for Case With and Without Toroidal Mirrors in LIGO 
I've created some graphs for the frequency dependent observed squeezing level in LIGO for both the nominal case and the case where we include toroidal mirrors,
giving some interesting results. https://docs.google.com/presentation/d/1RBr47hNaxFTdGrwys5ZCUEUOgVOVHmZ2B_5EQwY62IY/edit?usp=sharing
Entry  Tue Jun 20 22:14:24 2023, Pamella, Cao, Infrastructure, VAC, Short term testing of vacuum heater controller units 
[Pamella, Cao]

 
 Fuse replacement 

 Replace blown 10A fuse in ucontroller outside cleanroom 
 Replace 10 A fuse in
main power connection slot of the controller unit inside cleanroom 
 Pamella wiped down unit outside cleanroom.  
 Controller units
turned on and temperature setpoint set to be 80 deg C 
 Temperature settle in approx. 15 minutes(as recorded by the RTD).  No problems with
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 Jul 18 16:04:26 2023, Pamella, Update, FLIR, Setup FLIR with black wall (black body) AcquisitionImage(Jul-18-2023_15_24).jpgIMG_8721.jpegIMG_8722.jpeg
[Pamella]

 Today I tried get data the heater with the black screen but doesn't looks possible have just one "energy" point straight to FLIR camera.
Tyler and I tried different current and temperatures but keep very bad data. I attached a snap below.
 I attached a photo about the new setup
below. The FLIR is in the most close point possible/safety with the heater. The heater is very close to the black wall but is not touch the screen so is
Entry  Tue Jan 28 13:30:46 2025, shane, Update, CDS, Serial comms testing update 
Attempted to communicate with the smaller vac pump (TwissTor 74) via Agilent software today. Was able to communicate with the pump via python serial connection
code as usual, with no issues. When using the manufacturer software though, it was unable to 'locate' the pump and failed to connect to it. So manufacturer
software works for the big (older) pump, but not the smaller, newer one. Unclear if this is somehow related to the fact that using the manufacturer software
Entry  Fri Aug 2 13:50:22 2024, Shane, Update, CDS, Serial Comm. Test (Agilent Turbo Pump) pinouts.jpeg
Did a brief communication test with the agilent turbo pump today, to see if we could get serial communications up and running for it. Used a simplified
python script with sockets package to establish a connection and send a simple command to query the pump's operational status. The connection was successful,
and had no issues establishing. The command also sent successfully, and received a response. The response didn't make sense, though, as all the possible
Entry  Mon Apr 8 14:43:29 2024, Pooyan, Update, Interferometer Simulations, SIS update single and coupled cavities IFOSim_SIS__update_4_8_24.pdfScreen_Recording_2024-03-31_at_2.46.29_AM.mov
[Pooyan, Cynthia]

Attached is a brief recap PDF file. A video file showing separate HOMs plots for the cavity scan with ETM08 surface map is also
attached. 

The codes are available at https://git.ligo.org/uc_riverside/hom-rh/-/tree/main/SIS
Entry  Mon Jun 24 14:28:51 2024, Cynthia , Update, Interferometer Simulations, SIS cavity with thermal effect ETM08thermal.png
tried to run a cavity scan with thermal deformation and ring heater for ITM04 ETM08 (aLIGO mirrors). Not sure about the accuracy of the graph as there is
some commands that still need to verified. 
Entry  Mon Sep 23 08:29:49 2024, Luke, Update, Interferometer Simulations, Ringheater update 20240923_Update.pptx

Ringheater Update
If the link does not work here is the file.
Entry  Sun Feb 16 16:45:18 2025, Luke , Update, General, Ringheater position optimization  02.png_40.png_4-4.png02_40_4-4.png
Over the last couple weeks I have been working on finding the optimal position of the ringheater's thermal profile. 
Today I would like to give an update of where I am at and my next steps.
Using the python COMSOL interface I have been able to run and save deformation data sweeping through a great deal of potential combinations of
Entry  Mon Aug 12 16:35:30 2024, Luke , Update, , Ringheater modeling Update HR_surface_deformation.pngIrradiation_pattern_input.pngHR_surface_deformation_other.png
 
Entry  Wed Oct 2 12:05:42 2024, Luke , Update, , Ringheater modeling Update 
Power point slides
Entry  Sat Jan 25 18:19:39 2025, Luke , Update, General, Ringheater modeling Update 
Here is a quick update on some of
the things I have been working on regarding my project. 
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 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  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 Aug 27 18:37:40 2024, Luke, Update, Interferometer Simulations, Ringheater model update Initial_1W.pngIncreased_rays_100W.pngIncreased_rays_more_100W.pngInitial_100W.png
Updated the model to produce a more circular deformation in the HR surface. The first three attachments are from irradiance patterns gotten from ray tracing.
The last is from a pre-defined irradiance pattern.
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 Sep 16 07:28:16 2024, Luke, Update, Interferometer Simulations, Ring heater update 20240916_Ringheater_updates.pptx
 
Entry  Sat Jul 13 15:09:04 2024, Luke, Update, General, Ring heater COMSL model update image_2024-07-13_150654436.pngimage_2024-07-13_150704735.pngimage_2024-07-13_150716079.pngimage_2024-07-13_150726593.png
After the feedback from last meeting and Liu's help narrowing down what I should do to improve the model. I made some changes: First with Liu's help
I made the proportions of the test mass and ring heater much more reasonable and parametrized by constants. Second from Cao's paper "FROSTI Nonimaging
Reflector Design" Liu showed me what I should do to define the elliptical mirrors. Third during Friday's modeling/programming meeting walked me through
Entry  Tue Feb 27 03:26:28 2024, Michael, Update, Interferometer Simulations, Reverse aLIGO Layout Created in Gtrace reverse_aligo_desmos.JPGreverse_aligo_dxf.JPG
I've created the simulation for reverse aLIGO layout in gtrace. Attached are the desmos model and the output dxf file. From here Pooyan and I plan to create
a brief report of our progress to the CE optical design group.
    Reply  Wed Feb 28 12:02:08 2024, Tyler, Update, General, Resistors for Heater Elements Update 
Power         Res (Ohm) RTD Res (Ohm)

Heater 1= 72.8; 80.6

Heater 2= 69.5; 80.8

Heater 3= 70; 83.2

Heater 4= 70.6; 78.7

Heater
5= 69.9; 80.6

Heater 6= 71.1; 78.2

Heater 7= 68.5; 76.8

Heater 8= 70.1; 82.8







Quote:

Entry  Wed Jan 17 15:47:49 2024, Aiden, Update, General, Resistors for Heater Elements 
Power         Res (Ohm) RTD Res (Ohm)

Heater 1= 73.6; 81.8

Heater 2= 70.4; 82.1

Heater 3= 71; 84.5

Heater 4= 71.5; 80

Heater
5= 70.5; 81.7

Heater 6= 72; 79.4

Heater 7= 69.2; 78.2

Heater 8= 71.1; 84.2
Entry  Tue Feb 18 11:19:13 2025, Luke , Configuration, VAC, Repositioning of the lid's temperature probe 
Before the recent bake I slightly repositioned the temperature probe on the lid from beside the heater tape to under the heater tape. This was done to better
know and control the temperatures of the chamber while baking. It has appeared to work with the temperatures being held very close to the 120C target.
Entry  Mon Jul 24 14:55:53 2023, Jon, Update, VAC, Removed extension power cable 
I removed the extension cable that was powering the leftmost heater controller, since there is no bake currently happening. It is currently powering the
LED over the electronics bench, and can be removed if needed. I will be ordering more extension cords to permanentize our setups.
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  Tue Apr 25 11:56:37 2023, Jon, Update, VLC Electronics, Red Pataya has arrived Red_Pataya.jpg
The Red Pataya 125-14 starter kit that we ordered for locking the 532 nm cavity has arrived. I left it laying on the optical table near the laser.
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  Fri Feb 2 16:56:56 2024, Jon, Update, CDS, RTS model implemented for FROSTI RTD readouts sitemap_screen.png
Summary
Today I finished implementing an RTS model to read out the integrated FROSTI RTDs (temperature sensors) via the CyMAC. The model is
named "MSC" and is located at cymac:/opt/rtcds/usercode/models/c1msc.mdl. We successfully tested it with the heater elements operating in vacuum at low
power (12 VDC), finding them to reach an average steady-state temperature of 160 C.
    Reply  Tue Jan 16 12:20:21 2024, Tyler, Configuration, Electronics, RTD Readout Chassis Update 2 IMG_8146.jpgIMG_8147.jpg

I performed another continuity test on the RTD chassis wiring, and everything seems to be set up correctly. The chassis should be ready for installation.








Quote:


Below is the current state of the
    Reply  Tue Jan 9 12:08:59 2024, Tyler, Configuration, Electronics, RTD Readout Chassis Update IMG_8105.jpg

Below is the current state of the RTD readout chassis wiring. Initial continuity tests seem good, will run through one more time to confirm.








Quote:

The custom front and rear panels for
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
    Reply  Fri Dec 29 16:02:27 2023, Jon, Configuration, Electronics, RTD Readout Chassis front.jpegrear.jpegoverhead.jpeg
The custom front and rear panels for the RTD readout chassis arrived last Friday. I installed them in the chassis frame to check their fit. They fit
very well, so all that now remains is to complete the internal wiring and test the connections.
The chassis panel designs are archived to LIGO-D2300452 and LIGO-D2300453.
Entry  Thu Mar 21 16:56:42 2024, Tyler, Update, DAQ, RTD Parameter Calibration RTD_Calib-2.pngIMG_8569.jpg
[Jon,Tyler]

 We noticed that the RTD temperature readings given on the Cymac were off, and traced the issue to miscalibration in the relationship
between the resistance and temperature of each RTD (Callendar-Van Dusen eqn). Below is the table of values inferred from independent measurements of temperature
and resistance to rectify this problem. This data was then fitted to better determine the coefficients present in the temperature-resistance relation:
    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 
    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 Nov 20 10:10:50 2023, Tyler, Configuration, Electronics, RTD Logic/Schematic Diagrams FIN_RTD_circuit.pngSample_Circuit_Schematic.png

Below are a basic diagram of what the RTD measurement circuit logically looks like and an example schematic of the actual wiring. The schematic wiring
will be placed internally into a chassis, connected to the RTDs via DB25 cable.


Note: The DB25 Breakout Board connector is Female, not Male.
Entry  Tue Jan 23 12:17:41 2024, Tyler, Update, Electronics, RTD Chassis rtd_updated_circuitry.jpg

After updating the wiring in the RTD Chassis, a signal is now seen at each ADC input. However, there seems to be a discrepancy between the voltages
I measured out with the multimeter (see below). Next steps include:



 Finish final debugging
 Calibrate ADC inputs with known voltage source (likely to use DAC).


Voltage Readings:
    Reply  Tue Jan 30 11:36:19 2024, Tyler, Update, Electronics, RTD Chassis 




Quote:


After updating the wiring in the
RTD Chassis, a signal is now seen at each ADC input. However, there seems to be a discrepancy between the voltages I measured out with the multimeter (see
Entry  Mon Nov 13 11:07:50 2023, Tyler, Update, VAC, RTD Analysis Screenshot_2023-11-13_at_11.05.45_AM.pngScreenshot_2023-11-13_at_11.06.04_AM.png

After initial analysis from last week on a single RTD, I then extended to looking at all 8 in series with R_ref (set to 1 kOhm). Shown below are the
edge cases for the setup: 


 RTDs are all at ambient lab temperature. This would correspond to a minimum resistance value.

RTDs all read out 400 C. This gives the maximum resistance value.

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  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): 0.93 
 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 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  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  Tue Mar 4 10:28:58 2025, Tyler, Update, TCS, RIN Plot Updates Dark_bin_veto.pdfMock_final_plot_inst.pdf
 
    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  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
ELOG V3.1.3-7933898