40m QIL Cryo_Lab CTN SUS_Lab TCS_Lab OMC_Lab CRIME_Lab FEA ENG_Labs OptContFac Mariner WBEEShop
  40m Log, Page 324 of 329  Not logged in ELOG logo
Entry  Mon Mar 18 12:02:12 2013, Annalisa, Configuration, ABSL, ABSL setup for g-factor measurement of PRC 
Motivations
The ABSL technique has been already used in the past to measure the absolute length of the interferometer's optical cavities
by means of  an auxiliary laser source, as described in LIGO-P1200048-v3 and in Alberto Stochino
Entry  Wed Mar 27 21:53:21 2013, Annalisa, Update, ABSL, Beat note of ATF auxiliary laser 
After measuring the beat note, the "Alberto" NPRO auxiliary laser has been moved from the PSL table to the POY table. Its beam profile is going
to be measured. It's going to be used as green laser on the END table, in place of the broken one.
The auxiliary laser borrowed form ATF lab (which will be used for the ABSL measurement) has been set on the PSL table to make a measurement of
    Reply  Thu Mar 28 23:00:30 2013, Annalisa, Update, ABSL, Beat note of ATF auxiliary laser found 
 
The beat note for the ATF lab laser has been found. 
The measurement has been carried out in the same way as described in elog 8368.
Entry  Fri Apr 26 10:50:07 2013, Annalisa, Update, ABSL, ATF laser on PSL 
The ATF NPRO auxiliary laser has been moved on the PSL table. All the optics for beat note measurement are in place and alignment has been done.
The setup for this measurement is the same as described in elog 8333.
    Reply  Thu May 16 08:32:05 2013, Steve, Update, 40m upgrading, ETMY op table disabled linguaa.jpg
 
All ETMY optical table electronics- lasers-pds turned off, disconnected in order to remove enclosure.
    Reply  Fri May 17 00:32:32 2013, Annalisa, Update, 40m upgrading, ETMY - progress IMG_0536.JPG
[Rana, Annalisa] 
 GREEN
 The alignment for the green has been improved, so that we have much more green power.
    Reply  Fri May 17 15:38:51 2013, Steve, Update, 40m upgrading, ETMY enclosure is on the way back 
 
 It  will arrive around 10 am Monday
morning. 
    Reply  Fri May 17 16:06:14 2013, rana, Update, 40m upgrading, ETMY op table disabled 
 
 TODO:

    We need to replace all of the floppy anodized Al dumps with clean razor blade dumps on stiff mounts. BOTH of the rejected ports of the
    Reply  Fri May 17 18:24:04 2013, Annalisa, Update, 40m upgrading, ETMY - progress 
I aligned the green beam into the Faraday. I needed an HWP to have the right polarization for the light entering the Faraday itself.
I tried to dump as much beams as possible with razor dumps, but eventually I had to use some "temporary solutions" for higher beams,
because I didn't find the right mounts for razor dumps.
    Reply  Thu May 23 00:16:32 2013, Annalisa, Update, 40m upgrading, ETMY - progress TransMonAndOplev.jpg
 [Annalisa, Koji] 
 GREEN 
I aligned back the beam (we lost part of the alignment after we put back the box and after the posts were installed).
    Reply  Fri May 24 02:12:50 2013, Annalisa, Update, 40m upgrading, ETMY - Mode Matching for green ModeMatchingGreen.jpgModeMatchingGreenZoom.jpgXYpath.jpg
 
 Mode Matching calculation for green beam - Yarm
After measuring the beam radius out from the Faraday for the green, I made the calculation to match the green beam mode with the IR mode inside
    Reply  Fri May 24 11:38:00 2013, Koji, Update, 40m upgrading, ETMY - Mode Matching for green 
I got confused. Is the mode calculation in the cavity correct? 
Are you sure the wavelength in the code is 532nm?
The first plot says "the waist radius at ITMY is 2.15mm". This number is already very close to 
    Reply  Fri May 24 12:50:25 2013, Annalisa, Update, 40m upgrading, ETMY - Mode Matching for green 


    
        
            Quote:
        
        
            

           I got confused. Is the mode calculation in the cavity correct? 
    Reply  Sat May 25 02:03:48 2013, Annalisa, Update, 40m upgrading, ETMY - Mode Matching for green - new calculation ModeMatchingGreenNEW.jpgModeMatchingGreenZoomNEW.jpgXYpathNEW.jpgphoto1.JPGphoto2.JPG
 Mode matching calculation for green - Yarm
I did again the mode matching calculation. The previous one was using 1064nm as wavelength, so it was wrong.
    Reply  Mon May 27 21:38:53 2013, Annalisa, Update, 40m upgrading, ETMY - Beam Dumps 
 
I put many razor dumps along the IR/green path. The rejected beam from the IR Faraday needs to be dumped (about 1.5 mW). I used all the new razor
blade I had, so I need one more for that beam.
    Reply  Tue May 28 22:11:23 2013, Annalisa, Update, 40m upgrading, ETMY - Yarm shutter cable 
 
 For some strange reason the Yarm shutter cable runs up to the POY table, where it is connected to another cable going to the rack. It has
to be put off from the table, at least. It would be better to have only one cable going directly to the rack.
Entry  Thu Aug 20 18:08:28 2015, Ignacio, Frogs, 40m upgrading, Fatality. Something broke. image1.JPG


So I made coffee at 1547 and was astonished to find the above. Its a sad, very sad day.

At first I thought that something (a gravity wave?) or someone, accidentally hit the thing and it fell and
Entry  Fri Nov 18 00:25:08 2016, Johannes, Omnistructure, 40m upgrading, Acromag Chassis Development acromag_bareboard.PNGXT_digital_340px_0.jpg
I had Rich show me his approach to a chassis for the Acromag modules. The document tree for his design can be found on the DCC.
Note that he's using the high densitymodel ES series, which is available as a bare board variant with pluggable screw terminals:

    Reply  Tue Nov 22 13:55:32 2016, Johannes, Omnistructure, 40m upgrading, Acromag Chassis acroplan.pdf
Current Acromag chassis status:

I found out that Acromag offers DIN rail mounting kits for the open boards, so we can actually fit both XT series and ES/EN series in the same
boxes, depending on the signal needs. The primary design driver will be the ES footprint, but if we find we don't need that many channels in some of
Entry  Sat Jul 5 04:18:45 2014, Andres, Update, 40m Xend Table upgrade, Adding Two Lenses After the Second Steering Mirror in Order Two Increase the Gouy Phase Difference Between the Sterring Mirrors 7x
I had been working on the Xend table optical layout update. Since the two steering mirrors in the Xend green are too close to each, there is a very small
Gouy Phase different between these two mirrors. It was suggested to place two lenses so that we can increase the Gouy Phase. I have been working with Nick
on this problem, and we had found a solution by using a la mode. We had written an a la mode code that optimize the Gouy Phase and the Mode Matching at
Entry  Sun Jul 13 17:06:35 2014, Andres, Update, 40m Xend Table upgrade, Xarm Table Upgrade Calculation and Diagrams of possible new table layout CurrentOpticalLayout.pngNewSetUp.PNGAlaModeSolutionplots.pngEntireScaleRangeAlaModeSolution.pngNewXarmOptimizationFromFaraday.m
 Current Mode Matching and Gouy Phase Between Steering Mirrors
We found in 40m elog ID 3330 ( http://nodus.ligo.caltech.edu:8080/40m/3330) a documentation done by Kiwamu, where he measured the waist of the green. The waist of the green is about 35µm. Using a la
Entry  Mon Jul 14 16:19:41 2014, Andres, Update, 40m Xend Table upgrade, Took the measurement for the Mode Matching 
 Nick and I measured the reflected power of the green light in locked and unlocked. I'm working on
the calculation of the mode matching. Tonight, I'll be posted my calculation I'm still working on it.
JCD:  Andres forgot to mention that they closed the PSL shutter, so that they could look at
Entry  Tue Jul 15 22:23:51 2014, Andres, Update, 40m Xend Table upgrade, Scan the Xarm for the mode matching 
 Nick and I with the help of Jenne scan the green light when the cavity is unlocked. Nick placed a Beam dump on the IR so that we can just scan
the green, but it was removed as soon as we finished with the measurement. I'm working on the calculation, and i'll be posted solution tonight.
Entry  Thu Jul 17 02:57:32 2014, Andres, Update, 40m Xend Table upgrade, FInish Calculation on Current X-arm mode Matching RawDataForTheModeGreenScan.pngResultForModeMatching.pngDataAndCalculationOfModeMismatch.zip
Data and Calculation for the Xarm Current Mode Matching
Two days ago, Nick, Jenne, and I took a measurement for the Green Transmission for the X-arm. I took
the data and I analyzed it. The first figure attached below is the raw data plotted. I used the function findpeaks in Matlab, and I found all the peaks.
    Reply  Fri Jul 18 16:52:56 2014, Andres, Update, 40m Xend Table upgrade, FInish Calculation on Current X-arm mode Matching OldAndNewSetupPlotsOfDisplacementAndAngleAtTheETM.pngOldSetUpDisplacementAndNewSetup.m.zip


    
        
            Quote:
        
        
            

           Data and Calculation for the Xarm Current Mode Matching
Entry  Tue Jul 29 20:14:08 2014, Andres, Update, 40m Xend Table upgrade, Xarm Green steering mirror upgrade 
 Xarm Green Steering Mirror Upgrade
Nick and I did the upgrade for the green steering mirror today. We locked in the TEM00 mode. 
We placed the shutter and everything. We move the OL, but we placed it back. Tonight, I'll be doing a more complete elog with more details.
Entry  Tue Jul 29 20:14:10 2014, Koji, Update, 40m Xend Table upgrade, Xarm Green steering mirror upgrade 
That was super fast! Great job, Andres and Nic!
Entry  Wed Jul 30 10:16:54 2014, Andres, Update, 40m Xend Table upgrade, Green Steering Mirror Upgrade completed XarmUpgrade.pdfdWaistSize_dlensVsdWaistPosition_dlens.pngXarmNewOpticalSetup.PNG
Green Steering Mirror Update
Yesterday, Nick and I completed the green steering mirrors upgrade. I attached the file that contained the procedure
that we plan before we did the upgrade. We placed an iris at the input of the OL and we place another iris before the harmonic separator. We did not use
the beam scanner because someone was using it, so what we did was to assume that the cavity is well align and place the iris so that we can recover the
Entry  Wed Mar 3 18:32:25 2010, Alberto, Update, 40m Upgrading, 11 MHz RFPD elctronics rfpd11_v2_TF.pdfrfpd11_v2_Noise.pdf
** Please add LISO file w/ component values.
 
I designed the circuit for one of the 11 MHz photodiodes that we're going to install
in the 40m Upgrade.
This is a simple representation of the schematic:
    Reply  Thu Mar 4 08:43:35 2010, Alberto, Update, 40m Upgrading, 11 MHz RFPD elctronics rfpd11_v2.fil


    
        
            Quote:
        
        
            
            ** Please add LISO file w/ component values.
Entry  Thu Mar 4 19:53:56 2010, Alberto, Update, 40m Upgrading, 11MHz PD designed adjusted for diode's resistance; 55 MHz RFPD designed 6x
After reading this
study done at LIGO MIT in 1998 I understood why it is difficult to define an effective impedance for a photodiode.

I read a few datasheets of the C30642GH photodiode that we're going to use for the 11 and 55
    Reply  Thu Mar 4 22:07:21 2010, rana, Update, 40m Upgrading, 11MHz PD not yet designed 
Use 10 Ohms for the resistance - I have never seen a diode with 25 Ohms.
p.s. PDFs can be joined together using the joinPDF command or a few command line options of 'gs'.
Entry  Tue Mar 23 22:46:43 2010, Alberto, Update, 40m Upgrading, REFL11 upgraded 2010-03-23_REFL11_model_to_meas_comparison.png
I modified REFL11 according to the changes lsited in this
schematic (see wiki  / Upgrade 09 / RF System / Upgraded RF Photodiodes ).
I tuned it to be resonant at 11.06MHz and to have a notch
at 22.12MHz.
These are the transfer functions that I measured compared with what I expected from the LISO model.
    Reply  Wed Mar 24 14:57:21 2010, Alberto, Update, 40m Upgrading, REFL11 upgraded 
 
 Hartmut suggested a possible explanation for the way the electronics transfer function starts picking up at ~50MHz. He said that the 10KOhm
resistance in series with the Test Input connector of the box might have some parasitic capacitance that at high frequency lowers the input impedance.
Entry  Thu Mar 25 17:32:42 2010, Alberto, Update, 40m Upgrading, REFL55 Upgraded 2010-03-25_REFL55_model_to_meas_comparison.png2010-03-25_REFL55_model_to_meas_comparison.png
I upgraded the old REFL199 to the new REFL55.
To do that I had to replace the old photodiode inside, switching to a 2mm one.
Electronics and optical transfer functions, non normalized are shown in the attached plot.
Entry  Sat Apr 3 19:54:19 2010, Alberto, Update, 40m Upgrading, REFL11 and REFL55 PDs Noise Spectrum 2010-04-03_REFL11_darknoise.png2010-04-03_REFL55_darknoise.png
These are the dark noise spectrum that I measured on the 11MHz and 55MHz PD prototypes I modified.
The plots take into account the 50Ohm input impedance of the spectrum analyzer (that is, the nosie is divided by 2).
Entry  Mon Apr 5 10:23:40 2010, Alberto, Update, 40m Upgrading, REFL11 Low Frequency Oscilaltion Reduced 2010_04_05_REFL11_darknoise_with_100uH_coil_10ohm_res.png2010_04_05_REFL11_darknoise_wide_freq_window_lid_open-closed.png2010_04_05_REFL11_darknoise_wide_freq_window_lid_open-closed.png
After adding an inductor L=100uH and a resistor R=10Ohm in parallel after the OP547A opamp that provide the bias for the photodiode of REFL11, the noise
at low frequency that I had observed, was significantly reduced.
See this plot:
Entry  Thu Apr 8 10:17:52 2010, Alberto, Update, 40m Upgrading, REFL11 Noise Vs Photocurrent 2010_04_05_REFL11_ShotnoiseVsPhotocurrent.png
From the measurements of the 11 MHz RFPD at 11Mhz I estimated a transimpedance of about 750 Ohms. (See attached plot.)
The fit shown in the plot is: Vn = Vdn + sqrt(2*e*Idc) ; Vn=noise; Vdn=darknoise; e=electron charge; Idc=dc photocurrent
The estimate from the fit is 3-4 times off from my analsys of the circuit and from any LISO simulation. Likely at RF the contributions of the parassitic
    Reply  Thu Apr 8 10:24:33 2010, Alberto, Update, 40m Upgrading, REFL11 Noise Vs Photocurrent 


    
        
            Quote:
        
        
            
            From the measurements of the 11 MHz RFPD at 11Mhz I estimated a transimpedance of about 750 Ohms. (See attached plot.)
    Reply  Thu Apr 8 20:53:13 2010, Koji, Update, 40m Upgrading, REFL11 Noise Vs Photocurrent 
Something must be wrong. 
1. Physical Unit is wrong for the second term of "Vn = Vdn + Sqrt(2 e Idc)"
2. Why does the fit go below the dark noise?
    Reply  Fri Apr 9 06:45:28 2010, Alberto, Update, 40m Upgrading, REFL11 Noise Vs Photocurrent 


    
        
            Quote:
        
        
            
            Something must be wrong. 
Entry  Mon Apr 12 16:20:05 2010, Alberto, Configuration, 40m Upgrading, REFL55 improved 2010-04-12_REFL55_TF_model_to_meas_comparison.png
During the commissioning of the AS55 PD, I learned how to get a much better rejection of the 11MHz modulation.
So I went back to REFL55
and I modified it using the same strategy. (Basically I added another notch to the circuit).
After a few days of continuous back and forth
between modeling, measuring, soldering, tuning I got a much better transfer function.
All the details and data will be included in the wiki page
    Reply  Mon Apr 12 17:09:30 2010, Alberto, Update, 40m Upgrading, REFL11 Noise Vs Photocurrent 2010-04-09_REFL11NoiseMeasurements.png


    
        
            Quote:
        
        
            
            
            
  
    Reply  Mon Apr 12 22:44:30 2010, Koji, Update, 40m Upgrading, REFL11 Noise Vs Photocurrent 
Data looks perfect ... but the fitting was wrong.
Vn = Vdn + Z * sqrt( 2 e Idc ) ==> WRONG!!!
Dark noise and shot noise are not correlated. You need to take a quadratic sum!!!
Entry  Wed May 5 16:32:39 2010, Alberto, Update, 40m Upgrading, New REFL55 PD, 11MHz rejection 2010-05-05_REFL55_CalibratedOpticalResponse0-60MHz.png
Here's the (calibrated) transimpedance of the new REFL55 PD.
T(55.3) / T_(11.06) = 93 dB
Entry  Thu May 6 16:18:37 2010, Alberto, Update, 40m Upgrading, New improved design for the 11MHz photodiode pox11.pdf
After munching analytical models, simulations, measurements of photodiodes I think I got a better grasp of what we want from them, and how to get it.
For instance I now know that we need a transimpedance of about 5000 V/A if we want them to be shot noise limited for ~mW of light power.
Adding 2-omega and f1/f2 notch filters complicates the issue, forcing to make trade-offs in the choice of the components (i.e., the Q of the notches)
    Reply  Thu May 6 19:57:26 2010, Alberto, Update, 40m Upgrading, New improved design for the 11MHz photodiode pox11.pdf


    
        
            Quote:
        
        
            
            After munching analytical models, simulations, measurements of photodiodes I think I got a better grasp of what we
    Reply  Fri May 7 11:21:49 2010, koji, Update, 40m Upgrading, New improved design for the 11MHz photodiode 
How much is the width?


    
        
            Quote:
        
        
            
    Reply  Fri May 7 18:18:02 2010, Alberto, Update, 40m Upgrading, New improved design for the 11MHz photodiode 


    
        
            Quote:
        
        
            
            How much is the width?
    Reply  Fri May 7 19:02:27 2010, rana, Update, 40m Upgrading, New improved design for the 11MHz photodiode 
To measure the width of a resonance, the standard method is to state the center frequency and the Q. Use the definition of Q from the Wikipedia.
As far as how much phase is OK, you should use the method that we discussed - think about the full closed loop system and try to write down how
many things are effected by there being a phase slope around the modulation frequency. You should be able to calculate how this effects the error signal,
ELOG V3.1.3-