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  Richardson Lab Experimental Log, Page 8 of 13  Not logged in ELOG logo
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  Thu Aug 29 16:39:34 2024, Luke, Update, VAC, Photos of heater tape 6x
 
Entry  Sun Sep 1 16:17:40 2024, Luke, Update, VAC, Vacuum chamber leak checking and re-applying heating tape 
[Luke, Luis, Cinthia, Michal, Tyler]
On the 26th Cinthia, Michal, and I took off the insolation on the vacuum chamber and re-routed it to include the new RGA volume. 
The next day Luis and I finished up the last of the flanges to be attached. We attached the Pirani gauge with a conical reducing nipple to the
Entry  Tue Sep 3 15:52:56 2024, Luke, Update, VAC, Heater tape initilization  
[Luke, Tyler, Jon]
On the 3rd we set up the pid controllers for the heater tapes and after putting on the insulation we started heating them up. We first brought
it to ~50C and let it stabilize, there was about a 6-7 degree difference between the RGA and the barrel temperature, with the barrel being higher. We then
Entry  Mon Sep 9 21:02:37 2024, Luke, Update, VAC, Steadystate temperature of flanges 
I measured the temperature of the flanges and reconnected the RGA turning on its filament. I then turned off the PID controllers.
Here is a table that has the temperature of the different parts of the vacuum chamber.



Electronics
Temperature (C)


Pressure gauge (Main volume)
81


Main
Entry  Mon Sep 16 07:28:16 2024, Luke, Update, Interferometer Simulations, Ring heater update 20240916_Ringheater_updates.pptx
 
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  Sat Nov 30 12:41:42 2024, Luke, Update, VAC, Vacuum bake end 
The vacuum chamber has stopped bakeing. 
Current state as of 12:10, 11/30/2024:
The gate valve is open, and the filament of the RGA is on.
Entry  Thu Dec 19 12:00:44 2024, Luke, Update, VAC, End of bake 
The vacuum chamber has stopped baking. 
Current state as of 11:40, 12/19/2024:
The gate valve is open, and the filament of the RGA is on.
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  Thu Nov 16 17:12:42 2023, Luis, Shane, Mohak, Update, Cleanroom, Cleanroom cleaning and particle count 



[Shane, Luis, Mohak]


cleaning cleanroom and particle count


3:37 pm: started particle count
zone 3:  0.3 u: 12050.5 u: 7481.0 u: 249

zone
4:  0.3 u: 14960.5 u: 7481.0 u: 290



3:57 pm: began surface check and wipedown, including
Entry  Fri Aug 16 12:51:46 2024, Luis Martin, Update, VAC, Update on vacuum chamber status IMG_1910.HEICIMG_1911.HEICIMG_1909.HEICIMG_1912.HEIC
[Luis, Luke, Tyler]

Vacuum chamber parts were finally received and assembled. After whipping down the parts, the blank was removed from the reducing cross. Then,
the zero-length reducer was attached. Lastly, we installed the T that had the argon leak and RGA. The final pump down showed signs of an improved seal
Entry  Mon Sep 16 13:51:23 2024, Luis Martin, Update, VAC, RGA Scans 2024-09-11_PostBake1_ArO.png2024-09-13_PostBake1_ArO.png2024-09-16_PostBake1_ArO.png



    
    



   [Luis, Luke}
    Three RGA scans were taken. The improvement in the amount of HC in the vacuum is visible across the different measurements.
Images are attached.
Entry  Wed Sep 25 09:06:09 2024, Luis Martin, Update, VAC, RGA Scans 24overlay.png24overlayNormalized.png



    
    
    RGA
Scan Comparison


    The following images compare the RGA scans from 9/23/24, after the first bake with the new vacuum system,
with those from 3/14/24, after bake 12 with the old system.
Entry  Wed Oct 16 13:58:59 2024, Luis Martin, Update, VAC, RGA Scan 2024-10-09_PostBake1_ArO.png
The following figure displays data acquired on 10/09, and it shows that we are no longer below the cleanliness standard. Also, the system's pressure
went up to 1.9x10-8 Torr (approximately 7x10-9 Torr previously). This might be due to a leak somewhere in the system. More tests
will be performed later.
Entry  Wed Oct 23 11:48:06 2024, Luis Martin, Update, VAC, Leak Test Results 
[Luke, Luis, Mary, Ma]
 On 10/22/24 Luke, Ma, Mary and myself ran a leak test, the results are displayed below. The overall pressure of the vacuum was 2.0e-8 and the
temperature readings were 26C for the RGA and 25C for the main volume. 
Entry  Wed Oct 23 12:08:36 2024, Luis Martin, Update, VAC, RGA Scan 2024-10-22_PostBake1_ArO.png
[Luke, Luis, Mary, Ma]
 On 10/22/24 Luke, Ma, Mary and myself ran a RGA scan, the results are displayed below. The overall pressure of the vacuum was 2.0e-8 and the temperature
readings were 26C for the RGA and 25C for the main volume. 
Entry  Tue Nov 5 09:56:04 2024, Luis Martin, Update, Clean & Bake, MR Bake 
    [Luke, Luis]
    
        On Friday, 11/1/24, the MR was unpackaged and cleaned under the flow bench. We noticed an ink stain on one of the corners of the
material. After wiping it down with IPA and Vector Alpha wipes, the stain was removed. However, the material showed some wear. 
    
Entry  Tue Nov 5 11:08:40 2024, Luis Martin, Update, VAC, ISO Test 

    [Luis, Luke, Ma Michael]
    
        The isolation test was conducted on the vacuum system. Every pump was turned off under vacuum, and pressure measurements were taken
every minute for 15 minutes. The results are displayed in the sheet linked at the end of this report. The pressure of the main volume dropped very slowly.
Entry  Thu Dec 5 10:31:13 2024, Luis , Update, VAC, RGA Scan and RGA updates 2024-12-04_PostBake2_ArO.png



    
    



   [Luis,Shane]
    An RGA scan was taken on Dec 4th. The results are attached at the end of the e-log. As we can see, the scan results are under
the allowed limits. After the scan, Shane and I worked on the vacuum connections. The filament was turned off, and the RGA was disconnected from Spica.
Entry  Wed Nov 20 12:31:24 2024, Luis, Update, VAC, Leak test RGA Scan after vacuum repairs 2024-11-20_PostBake1_ArO.png
[Luke, Luis]
After the gasket replacement performed on Monday (11/18/24) we let the vacuum pump down to UHV pressure for a couple days. Today (11/20/24) we
measured the pressure to be 5.30*e^-9 with a temperature of 22C, and we performed a leak test and RGA Scan. 
Entry  Wed Dec 11 16:06:05 2024, Luis, Update, VAC, RGA Status 
[Luis]

 I rebooted Spica and I was able to connect the RGA again. After Connecting the RGA, I left the filament on. 
Entry  Thu Dec 12 13:06:39 2024, Luis, Update, VAC, RGA Scan and vacuum system updates 2024-12-12_PostBake2_ArC.png2024-12-12_PostBake2_ArO_overlay.png
    [Luis, Luke]
    
        RGA Volume: T = 21°C, P = 1.74e-9 Torr
        Main Volume: T = 22°C, P = 5.60e-9 Torr
    
Entry  Sat Dec 14 07:58:25 2024, Luis, Update, VAC, Vacuum sytem staus and Viton O-rings  2024-12-12_PostBake2_ArO_overlay.png
 [Luis]
        RGA Volume: T = 23°C, P = 1.71e-9 Torr
        Main Volume: T = 22°C, P = 5.71e-9 Torr
    
    On 12/13 I took another RGA scan to verify the state of the vacuum system and to see whether the degassing of the filament had worked. The
Entry  Mon Dec 16 21:32:21 2024, Luis, Update, VAC, MR Testing IMG_6011.HEIC
[Luis, Luke]

The MR material was placed in the vacuum chamber following standard procedures to ensure the vacuum remained as clean as possible.
During this process, we only opened the main 
volume while keeping the gate valve between the two volumes closed to maintain the UHV in the RGA section.

An
RGA scan was taken before this process, this will be used to compare the state of the vacuum with the sample inside to determine whether the MR material
Entry  Tue Dec 17 13:53:53 2024, Luis, Update, VAC, Vacuum system status  
[Luis]

 The vacuum system is being baked. I disconnected the digital gages and the magnets, opened the Ar leak and started the bake by taking
the temperature from 60C-90C-125C waiting about 15-20 minutes between each interval. The RGA electronics were left on since the temperature of the flange
was 36.6C (bellow the 60C threshold) 
Entry  Sun Dec 22 20:43:35 2024, Luis, Update, VAC, MR Testing 2024-12-13_PostBake2_ArO_Degas_overlay.png2024-12-22_MR-Bake1_ArO.png
[Luis, Luke]
        RGA Volume: T = 23°C, P = 3.0e-9 Torr
        Main Volume: T = 22°C, P = 9.90e-9 Torr
    
    After letting the vacuum cool down for a couple days, we reattached the magnets and sensors, then we performed a RGA scan of the vacuum system,
Entry  Thu Jan 2 17:52:58 2025, Luis, Update, VAC, MR Testing Continuation  2024-12-16_PostBake2_ArO_overlay.png2025-1-2_MR-Bake1_ArO.png2025-1-2_MR-Bake1_ArC_overlay.png
[Luis, Luke]
        RGA Volume: T = 22°C, P = 2.10e-9 Torr
        Main Volume: T = 21°C, P = 5.71e-9 Torr
    
Entry  Tue Feb 11 08:07:02 2025, Luis, Update, VAC, Bake stopped  
[Luis, Ma]
        Feb/10/25 4:00pm

        Bake was stopped.
Entry  Fri Feb 14 11:57:50 2025, Luis, Update, VAC, Vacuum Update 
[Luis]
        Feb/11/25 9:30am

        Pressure gages were connected.
Entry  Fri Feb 14 12:15:23 2025, Luis, Update, VAC, Vacuum sytem staus 2025-2-12_HeaterElement-Bake1_ArC.png2025-2-12_HeaterElement-Bake1_ArO.png

    [Luis, Luke, Ma]
    February 12, 2025 - 4:00 PM

    We performed an RGA scan with the vacuum system containing the heater elements. The results are attached below.
Entry  Thu Feb 20 17:07:36 2025, Luis, Update, VAC, RGA Scan 2025-2-20_HeaterElement_ArO.png
 [Ma, Luis]
    February 20, 2025 - 3:30 PM

    Ma performed an RGA scan with the vacuum system containing the heater elements. The results are attached below.
Entry  Mon Feb 24 17:50:13 2025, Luis, Update, VAC, RGA Scan 2025-2-24_HeaterElement_ArO.png
 [Ma, Luis]
    February 24, 2025 - 1:00PM

    Ma performed an RGA scan with the vacuum system containing the heater elements. The results are attached below.
Entry  Mon Apr 28 22:08:28 2025, Luis, Update, VAC, Vacuum Leak Test result 
[Ma, Luke, Luis]

April 24, 2025

3:00 PM
Entry  Wed Apr 30 15:43:56 2025, Luis, Update, VAC, Vacuum Update 2025-4-29_HeaterElement-Bake1_ArO.png2025-2-24_HeaterElement_ArO.png
[Ma, Luke, Luis]

April 29, 2025

3:30 PM
Entry  Thu May 8 17:41:56 2025, Luis, Update, VAC, RGA Scan Post Bake  2025-4-29_HeaterElement-Bake1_ArO_overlay.png2025-4-29_HeaterElement-Bake1_ArO_overlayNormalized.png
[Ma, Luis]
    After taking the RGA scans of the new system, here are the results of the raw and normalized data.We can see that in the post baked system
the He peak is way lower, and the peaks around 20AMU are also significantly lower.
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  Mon Jun 17 11:47:46 2024, Liu, Infrastructure, General, Temporary cooling units for the labs 1119.jpg1129.jpg
Below are the temporary cooling units installed last week in labs 1119 and 1129. They are the temp. replacement for the building AC system, which will be
shut down during the Physics roof replacement. 
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  Fri Jul 5 13:17:44 2024, Liu, Update, Interferometer Simulations, Four-quadrant FROSTI-like RH for astigmatic thermal actuation for CE optics 7x
In the CE corner layout design and down selection study, interferometer layouts with large incidence angles on some of the curved optics are being considered,
such as the folding mirrors in the "long crab". This however generates astigmatic beams upon reflection and results in mode mismatches in coupled cavities
that need to be mitigated. Astigmatic thermal actuation for the optics involved is thus essential. One way we are considering is to implement a FROSTI-like
Entry  Fri Jul 5 14:12:32 2024, Liu, Update, Interferometer Simulations, CE BS Mechanical Resonances butterfly.pngdrumhead.png
The butterfly and drumhead mechanical modes for the aLIGO BS were calculated in COMSOL. The resonant frequencies for the two acoustic modes are 2.45
kHz and 3.61 kHz, matching the results in reference
for instance. 

 For a quick projection for the resonant frequencies going from aLIGO to CE, the height and width of the BS are increased assuming
Entry  Fri Jul 5 14:23:13 2024, Liu, Update, Interferometer Simulations, Engineering drawings for straight edge heater element designs for FROSTI 
Step files and engineering drawings for the straight edge heater element designs have been created in COMSOL and SolidWorks. They are available in the group
Git
Repo. With those, we will initiate a discussion with the ceramics supplier for an estimate of the feasibility and benefits of the straight edge element
Entry  Mon Jul 15 09:36:44 2024, Liu, Update, Interferometer Simulations, ETM Profile Optimization for FROSTI pdf_merged.pdf
 This is to optimize the FROSTI heating profile for ETM, by minimizing the residual RMSE of the HR surface deformation after the beam size weighted curvature
is removed by the current RH. The parameters of the profile being explored are the location, width, and total power for the Gaussian Annulus. As shown
in the attached series of plots, the optimal location is 9.9 cm, with a width of 7.7 cm, and a total FROSTI power of 12.7 W (for 1 W of Gaussian beam absorption).
Entry  Mon Jul 29 12:18:52 2024, Liu, Update, Interferometer Simulations, Update on FROSTI O5 ETM profile optimization pdf_merged.pdf
Update on FROSTI O5 ETM profile optimization is attached. 
Entry  Mon Jul 29 12:20:56 2024, Liu, Update, Interferometer Simulations, Update on wavefront actuation with astigmatically driven RH for CE SURF_nonastig_merged.pdf
Update on wavefront actuation with astigmatically driven RH for CE is attached. 
Entry  Mon Jul 29 12:23:10 2024, Liu, Update, Interferometer Simulations, Update on mechanical resonances of CE BS with stiffener ring eigen_freqs_merged.pdf
Update on mechanical resonances of CE BS with stiffener ring is attached. 
Entry  Wed Oct 2 14:49:59 2024, Liu, Update, , FROSTI ETM actuation 
Proposed FROSTI ETM actuation on the HOM7 resonance.  

Animation
Entry  Wed Oct 16 14:13:31 2024, Liu, Update, , FROSTI with non uniform absorption scattering sources 
Slides
Entry  Wed Nov 6 13:48:55 2024, Liu, Update, Interferometer Simulations, QN modeling update 
Slides
ELOG V3.1.3-7933898