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  Richardson Lab Experimental Log, Page 7 of 14  Not logged in ELOG logo
Entry  Wed Jul 19 19:10:31 2023, Pamella, Update, FLIR, Data plot FLIR and updates. 8x
[Pamella]

Today I was able to plot a graph for the isolation point on the center of the heater. I got data from six different positions on the
screen (I shifted the all coordinates). I extracted the data for the center point and plot the Gaussian with this extracted data for temperature. I attached
the all plots below 
 Also I took a snap using the black wall and with the heater at 120.1 C (0.30 A) try to have less noise but 
we can see
Entry  Thu Jul 20 21:00:23 2023, Pamella, Update, FLIR, Data plot FLIR and updates about the black body AcquisitionImage(Jul-20-2023_13_09).jpgAcquisitionImage(Jul-20-2023_13_15).jpgAcquisitionImage(Jul-20-2023_13_33).jpgAcquisitionData-480(Jul-20-2023_SIsolated_Plot.pngGauss.plot-2.jpeg
[Pamella]

Today I got more data to plot the Gaussian. So I took more snaps in each position for the six different spots than we be using to have
a better calibration of the FLIR collected data. I attached the new plot below. Also, I did the same plot for each region as on the Elog 167 but I have
more than 20 pics because I was using a big number of data so I just attached one example below.To access the Elog, click
Entry  Fri Jul 28 18:03:07 2023, Pamella, Update, FLIR, Final plot - FLIR 29Combined_HighTemp_Gaussian_Plot.jpg3Combined_HighTemp_Gaussian_Plot.jpgcalibration_plot(2).png
[Pamella]


 I was able to plot the final result with the data to the heater. I attached below the "3Combined_HighTemp_Gaussian_Plot." in
this plot we can see better behavior on the Gaussian compared to the plot in ELOG 169, I was using the same data but with a different approach. On the
ELOG 169, we have the center point isolated data and this new plot is the temperature more than 70 C isolated because we have a very good heater temperature
Entry  Mon Mar 10 21:13:12 2025, Nathan, Update, VLC Update, PDH Lock Progress and Next Steps thumbnail_(2).jfifthumbnail_(4).jfifthumbnail_(5).jfifVisible_Light_Optical_Cavity_(2).pdf
Progress update: Photodiode is set up, need to set up DC bias tee, EOM has 400-600nm wavelength range with a resonance frequency of 0.1-100MHz. Additionally
need to connect the DC bias to SR560, put it in low pass, then connect to the function generator and connect it to oscilloscope to observe. Once everything
looks good and working, need to connect the driver and we can start actuating on the cavity ETM.
Entry  Mon Mar 10 21:32:29 2025, Nathan, Physics, Electronics, Beam Profiling and PBS Measurements Beam_Profiling_2_20_(2).pdfbeamprfl.pngthumbnail_(6).jfif
Beam wasn't diverging, however maybe was about to diverge when measurements stopped? Will discuss the PBS measurements and how the voltage changed due to
the wave plate.
Entry  Tue Apr 8 20:04:35 2025, Nathan, Update, VLC Update, PDH Lock Progress IMG_5450.jpegIMG_5449.jpeg
Connected the DC bias and mixer. Need to connect signal generator now to RF Amp and mixer, and also need to connect power supply. After that will see if
I can get a detection on the oscilloscope and if so will set up the driver. [Photos attached]
Entry  Tue Apr 22 13:00:04 2025, Nathan, Update, VLC Update, Photodiode signal check and additional signal check due to 20Mhz signal and amplifier thumbnail_(8)_(1).jpgvpp.jpg
In general, photodiode was able to achieve signal. Below are the voltage signals and frequency measurements of the photodiode with the dc bias and amplifier
connected to the EOM (Vpp = 2mV for first and Vpp= 1 for second). Also I need assistance in using the PZT driver.
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  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  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
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.
Entry  Sun Apr 7 13:42:51 2024, Michael, Update, Interferometer Simulations, Update on status of gtrace project Sequential_beam_trace_crab1.pngangle_of_incidence_yaml_example.png
[Pooyan, Michael]

After meeting and discussing the current state of our work with Prof. Fulda a few weeks ago, we have decided that the best next
step for the gtrace project is its integration into finesse work. Our first step towards this integration involved creating a sequential beam trace in
contrast to the previous non sequential gtrace simulations. A sequential beam trace not only allows for faster runtimes of the simulation (
Entry  Mon Jul 8 12:26:10 2024, Michael, Update, Interferometer Simulations, Minimizing Astigmatic Effects in the SRC of LIGO 
This is the first look and analysis of the effects of astigmatism in the aLIGO optical layout which can lead to mode mismatch and therefore increased losses
into higher order modes. Specifically I am currently looking at measuring the effect of changing the radii of curvature of the SRC mirrors  https://docs.google.com/presentation/d/1qhIehqyNukg4g8S2fqfQZz83yr9aB76tEa6fn2J-TrM/edit?usp=sharing
Entry  Mon Jul 15 15:52:40 2024, Michael, Update, Interferometer Simulations, aLIGO locking with varying SRC mirrors and measuring mode mismatch SRC_Astigmatism_Analysis_7_15_24.pdf
 
Entry  Sun Aug 4 09:01:01 2024, Michael, Update, Interferometer Simulations, Update on SRC Mode Mismatch Analysis SRC_Mode_Mismatch_Update_8_2_24.pdfSRC_Mode_Mismatch_Update_8-12-24.pdf
An update on my analysis to minimize mode mismatch/scattering by introducing toroidal mirrors to the SRC.
Entry  Mon Sep 9 12:36:45 2024, Michael, Update, Interferometer Simulations, Update on Analysis of Mode Mismatch Minimization in A# SRC_Mode_Mismatch_Update_9_9_24.pdf
I have taken a closer look at the solution curve in the mirror parameter space which I have searched, focusing on the "resilience" of specific points, with
the plan to analyze how certain conditions of the interferometer change as we move along this solution curve.
Entry  Mon Dec 2 00:11:23 2024, Michael, Update, Interferometer Simulations, Status Update on Toroidal Mirrors Project Work 
As it has been significant time from my last update on this project, I compiled a few notes about what I have been working on, current issues, and my future
plans. The past few weeks have been focused on me attempting to obtain a reliable symbolic expression for mismatch. This is important going forward as
it allows us to determine optimal points in the parameter space and the surrounding behavior efficiently without significant computational cost. However
Entry  Tue Feb 25 01:37:00 2025, Michael, Update, Interferometer Simulations, Updates and Current Next Steps for Toroidal Mirrors Project 
Since the previous discussion of this project, I've worked on building finesse models to verify mathematical results which model the astigmatism in a two
mirror system which we attempt to minimize. This left us with a single condition for an output non-astigmatic beam. However, as can be seen in finesse
simulations, there does exist other configurations which have a negligibly small astigmatism, which we may want to consider. Below I've attached the link
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  Mon Apr 21 16:56:42 2025, Michael, Update, Interferometer Simulations, Fixed Observed Squeezing Curve for Toroidal Mirror Case updated_observed_squeezing_plot.png
We've resolved the issue with the observed squeezing curve for the toroidal mirror case showing worse performance at lower frequencies and better performance
at higher frequencies compared to the nominal case. This issue was caused by the beam parameter at the squeezer being fixed before changing the radii of
curvature of the mirrors. This has been changed to be fixed after changing the mirrors, and we see an improvement in the toroidal mirror case.
Entry  Tue May 6 13:07:34 2025, Michael, Update, Interferometer Simulations, Initial Convergence Plots for Toroidal Mirrors Project Convergence_Plots_5_6_25.pdfConvergence_Plots_5_6_25-1.pdfaperture_num_points_convergence.png
 
Entry  Mon May 26 23:24:33 2025, Michael, Update, Interferometer Simulations, Initial Monte Carlo Simulations for Toroidal Mirrors Project 
I've run an initial Monte Carlo simulation for statistical comparison of toroidal mirrors for the dual FROSTI TCS case. Below is the link to the slides.
slideshow
Entry  Tue Aug 26 12:18:36 2025, Michael, Update, Interferometer Simulations, Squeezing Plots for SRC Parameter Space Screenshot_2025-08-26_at_12-16-01_LIGO_Project_Log_-_Google_Docs.pngScreenshot_2025-08-26_at_12-16-32_LIGO_Project_Log_-_Google_Docs.pngScreenshot_2025-08-26_at_12-17-26_LIGO_Project_Log_-_Google_Docs.png
I've run a few plots of observed squeezing in the LIGO interferometer to fully ensure that the point we have selected is the optimal point for squeezing.
Contrary to what I expected, there seems to be much more degenerate "optimal" configurations. While the toroidal case may be near optimal, it seems that
the solution we found for a non astigmatic beam is not the only one. I will further explore this space to find more optimal/tolerant positions, which I
Entry  Thu Oct 23 11:34:05 2025, Michael, Update, Interferometer Simulations, Updated Exploration into Different SRC Mirror Configurations for Improved Squeezing Update_Slides_10_23_25.pdfUpdate_Slides_10_30_25.pdf
 
Entry  Thu Feb 5 13:49:31 2026, Michael, Update, Interferometer Simulations, Updating Squeezing Mode Matching Logic screenshot2.pngscreenshot1.png
After some tests, I have determined that the squeezer in the aLIGO katscript is currently being matched to the SRC. This logic will cause issues if the
SRC mode is perturbed and no longer closely matched to arm modes. Currently, my modification to the code involves taking the arm mode incident at the ITM
and propagate the beam parameter using the ABCD matrix from the ITM to the injected squeezing port. Rerunning some of the squeezing simulations for a cold
Entry  Tue Aug 5 11:25:17 2025, Mary, Update, , point absorber and coated aperture in A# point_absorber_A#.pdf
Simulating how point absorber defects on Advanced LIGO mirrors affect cavity performance by modeling a 4km LIGO-like arm cavity with a point absorber
fixed at 5cm off-center on the ITM. In this simulation, displaced the laser beam across a 21×21 grid while calculating the deformation, then measuring
the resulting power loss in the cavity (~283W circulating power).
Entry  Tue Aug 12 13:49:24 2025, Mary, Update, , point absorber and coated aperture in A# Aug12.pdf
 
Entry  Thu Nov 13 12:39:01 2025, Mary, Update, Interferometer Simulations,  PA.pdf
 
Entry  Thu Jan 22 13:12:29 2026, Mary, Update, ,  PA_matem2.pdfPA_maxtem6.pdfmaxtem600.jpgmaxtem2dis.jpgdismaxtem6.jpg
 
Entry  Thu Feb 5 13:59:42 2026, Mary, Update, Interferometer Simulations,  112.pdf
 
Entry  Thu Feb 12 12:59:29 2026, Mary, Update, ,  SB_scattering.pdf
 
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 29 11:45:19 2025, Maple, Update, TCS, Meeting update Maple_TCS_update_jul_29.pdf
 
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  Mon Jul 15 13:30:49 2024, Luke , Update, VAC, Problem with 2.75" to 1.33" zero length reducer  IMG_1882.jpg
Last Friday while checking the depth of the ZLR I got one of the screws stuck. Today I tried a couple things to get it out. First I tried a few different
pliers to be able to grip lower on the screw this didn't work. So I switched to the other method of drilling a small hole to see if maybe the threads would
pull away from the walls of the hole a bit. This kind of worked as seen in the picture below I was able to remove most of the screw but there is a bit
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  Fri Sep 6 14:34:52 2024, Luke , Update, VAC, Heating tape work 
On the 5th I had tried to start baking the vacuum chamber however certain parts of the chamber were getting too hot and causing the controllers to shut
off. So I turned them off so that the next day I could rearrange the temperature probes. I then on the 6th set them up so that instead of overshooting
the temperature they would be a little low in places.
Entry  Wed Oct 2 12:05:42 2024, Luke , Update, , Ringheater modeling Update 
Power point slides
Entry  Wed Oct 23 12:33:54 2024, Luke , Update, , Zernike calculation update 
PowerPoint slides new

PowerPoint slides older
Entry  Wed Nov 13 14:06:00 2024, Luke , Update, General,  
slides
Entry  Thu Nov 14 10:46:20 2024, Luke , Summary, Cleanroom, Cleanroom cleaning partical_count_final.png
 
[Luke, Luis, Michael]
cleaning cleanroom and particle count
Entry  Tue Nov 19 17:10:34 2024, Luke , Update, VAC, Leak check image.pngIMG_5116.jpegIMG_5117.jpeg
Chamber temperature: 23C
Chamber Initial Pressure: ~1.8e-8 main, ~3.5e-8 rga
Did another leak test after monday's work to check how the seal was holding up initial leak was 5.5e-9. I then tried to tighten the bolts a bit
Entry  Wed Nov 27 12:27:45 2024, Luke , Summary, VAC, Summary of vacuum work 2024-11-27_PostBake1_ArO.png
[Luke, Luis]
Update of current state of vacuum chamber
Current temp: 24°C
Entry  Wed Nov 27 16:23:58 2024, Luke , Update, VAC, Started bake 
[Luke, Luis]
The vacuum chamber is currently baking. 
We stepped up to 125°C by increments of 30°C starting at 60°C. Everything went fine. After about 20 minutes of the PID controllers
Entry  Mon Dec 2 13:35:45 2024, Luke , Update, General, Clean and bake of Viton O-rings image_(2).png
[Luke, Luis]
We couldn't access the bake log on the wiki. (see attached) So we looked in the documentation provided on the DCC to find at what temperature to
bake the Viton O-rings. We found that we should bake Viton at 180°C for 24 hours. 
Entry  Wed Jan 8 17:35:57 2025, Luke , Summary, Cleanroom, Cleanroom cleaning partical_count_250108.png
[Luke, Tyler, Cynthia, Shane, Michael]
Summary of Cleaning Activities:
We began cleaning Room 1119 at 2:00 PM.
Entry  Tue Jan 21 10:12:02 2025, Luke , Summary, General, Frosti toy model  
[Luke, Liu]
Over the winter break I have been working on this desmos toy model of the Frosti. There
are still a few rough spots but I belive that it is a good visual representation of a 2D slice of the frosti. 
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  Sat Feb 1 17:25:52 2025, Luke , Summary, General, Cleanroom cleaning 20250131_particalcount.png
[Luke, Cece, Luis]
Particle Count Measurements:

Pre-cleaning (12:15 PM):

Zone 3:

0.3 µm: 1325
0.5 µm: 265
1.0
ELOG V3.1.3-7933898