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  40m Log, Page 203 of 344  Not logged in ELOG logo
Entry  Wed Mar 7 23:29:28 2012, keiko, Update, LSC, REFL OSA observation REFLOSA.png
 kiwamu, keiko
    Reply  Wed Mar 25 18:46:14 2015, Jenne, Update, LSC, REFL PDs get more light AS_REFL_branchingRatios_25Mar2015.png
After discussions during the meeting today, I removed the PBS from the REFL path, which gives much more light to REFL11, REFL33 and REFL55.  Also,
the ND1.5 in front of REFL165 was replaced with ND1.1, so that REFL165 now gets 50mW of light.  REFL11 gets about 1.3mW, REFL33 gets about 13mW and
REFL55 gets about 12mW. 
    Reply  Thu Mar 26 16:32:32 2015, Jenne, Update, LSC, REFL PDs get more light 
Some more words on yesterday's REFL path work. 

The 90/10 BS that splits the light between REFL11 and REFL55 was placed back in August 2013, to compensate for the fact that REFL11 has a much
larger RF transimpedance than REFL33.  See elog 9043 for details.
Entry  Fri Oct 25 21:28:49 2013, Masayuki, Update, LSC, REFL PDs spectrum REFL.pngREFLspe.zip
 I measured the spectrum of the REFL165 output using AG4395A. As this entry we put the
directional coupler between REFL165 output and demod board input, so I measure the signal from the coupler during the PRMI was locked.
 After measure REFL165, I also measured REFL55 output in order to make sure that the signal is not smaller than noise because of coupler.
    Reply  Mon May 16 13:22:59 2022, yuta, Update, BHD, REFL and AS paths aligned at AP table REFLPOP.JPGPOPAS.JPG
After Xarm and Yarm were aligned by Anchal et al, I aligned AS and REFL path in the AP table.
REFL path was alreasy almost perfectly aligned.

REFL path
    Reply  Tue Mar 27 02:46:28 2012, kiwamu, Update, IOO, REFL beam available 
The dump and some temporary mirrors were removed and now the REFL beam is available again.
I locked PRMI with REFL signals, it locked as usual.

Entry  Fri Mar 23 01:59:59 2012, kiwamu, Update, IOO, REFL beam currently unavilable 
[Suresh / Kiwamu]
Currently the REFL beam is bypassed by additional mirrors and blocked by a razor blade dump. 
Therefore the signals associated with the REFL ports (e.g. REFL11, REFLDC and etc.) are unavailable.
Entry  Wed Oct 10 00:18:58 2012, Jenne, Update, Locking, REFL camera aligned 
I moved some of the REFL optics on the AS table by a teeny bit to accomodate the new place that the REFL beam exits the chamber (none of this was done
while we were at air....we were only dealing with the AS beam at the time, and were happy that REFL came out of the vacuum).
The REFL beam is now on the REFL camera (with PRMI aligned), and the beam is going toward the 4 REFL RF PDs, but it's not aligned to any of them.
    Reply  Tue Aug 20 01:28:47 2013, Jenne, Update, LSC, REFL investigations 
According to the wiki, REFL 11 has a transimpedance of 4.08kV/A, and REFL 55 has a transimpedance of 615V/A.  This is a ratio of ~6.5 .  My
optickle simulations from earlier this evening indicate that, at maximum, there is a ~factor of 2 more signal in REFL 11 than REFL 55.  This is a
factor of order 10-15.  Then, REFL 55 has 15dB whitening gain, which is a factor of ~4.  So, this explains why we're seeing so much more digital
    Reply  Tue Aug 20 11:41:30 2013, Koji, Update, LSC, REFL investigations 
As I always tell everyone: Don't use a 10% reflector which produce ghost beams. Use a 90% reflector.
    Reply  Tue Aug 20 11:52:20 2013, Jenne, Update, LSC, REFL investigations 


           As I always tell everyone: Don't use a 10% reflector which produce ghost beams. Use a 90% reflector. 
    Reply  Tue Aug 20 18:42:57 2013, Jenne, Update, LSC, REFL investigations 
I have done the swap in the REFL path.  First, I swapped the positions of REFL11 and REFL55.  Then, I swapped out the 50/50 BS for a 90% reflection
BS.  (90% goes to REFL55, 10% goes to REFL11).  I also changed the aluminum dump that was dumping the old REFL165 path into a razor dump.
Before: REFL11 had 4.0mW, REFL55 had 3.1mW.  Now, REFL11 has 0.53mW, and REFL55 has 6.9mW.  REFL165 still has around 61mW of light, and
    Reply  Wed Feb 13 22:09:26 2013, Jenne, Update, Alignment, REFL is not clipped 
We need to calculate whether this level of astigmatism is expected from the new active TT mirrors, but I claim that the beam is not clipped.
As proof, I provide a video (PS, why did it take me so long to be converted to using video capture??).  I'm just showing the REFL camera,
    Reply  Thu Feb 14 00:10:12 2013, yuta, Summary, Alignment, REFL is not clipped 
Let's wait for astigmatism calculation. 
In either case(clipping or astigmatism), it takes time to fix it. And we don't need to fix it because we can still get LSC signal from REFL.
So why don't we start aligning input TTs and PRMI tomorrow morning. 
    Reply  Tue Mar 26 00:17:47 2013, Jenne, Update, Locking, REFL pickoff fraction 
To see how much of the light that comes out of the REFL port actually  goes to the PDs, I measured the power immediately after leaving the  vacuum (~575mW)
and in front of REFL11 (~5mW) and REFL55 (~6mW).
So, 0.01 of the power leaving the vacuum actually goes to the REFL PDs. This number will be useful when calculating the actual signals (in
Entry  Tue Feb 25 17:27:41 2014, Jenne, Update, LSC, REFL signals calibrated SensMat_25Feb2014.pngCalibrated_25Feb2014.pdf
I have recalibrated the REFL signals.
I first adjusted the demod phases until the I-signals lined up with the I-phase in the sensing matrix plot:
Entry  Thu Sep 20 17:05:26 2012, Jenne, Update, General, REFL, IPANG are coming out of the vac 
[Jenne, Unni, Manasa]
I touched some in-vac steering mirrors, so we have REFL and IPANG coming out of the vacuum, not clipping.  IPPOS was done yesterday. 
I re-checked a few optics in the AS path that were hard to see yesterday while the plastic light access connector was in place, and AS still looks good.
    Reply  Thu Sep 20 20:07:38 2012, Jenne, Update, General, REFL, IPANG are coming out of the vac 


           [Jenne, Unni, Manasa]
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  Wed Apr 7 10:48:04 2010, Alberto, Update, Electronics, REFL11 Noise Simulation rfpd11_testinput_noiseplot.pdf
LISO simulations confirm the estimate of ~15nV for the noise of REFL11.
The largest contribution comes from the 50Ohm output resistor (Rs
in the schematic below), the 450Ohm feedback resistor of the max4107 opamp stage; the 10KOhm resistor at the Test Input connector.
attached plot.
(It's also all in the SVN, under https://nodus.ligo.caltech.edu:30889/svn/trunk/alberto/40mUpgrade/RFsystem/RFPDs/)

    Reply  Wed Apr 7 10:58:15 2010, Koji, Update, Electronics, REFL11 Noise Simulation 
What??? I don't see any gray trace of Rs in the plot. What are you talking about?
Anyway, if you are true, the circuit is bad as the noise should only be dominated by the thermal noise of the resonant circuit.

    Reply  Wed Apr 7 11:11:19 2010, Alberto, Update, Electronics, REFL11 Noise Simulation rfpd11_testinput_noiseplot.pdf

            What??? I don't see any gray trace of Rs in the plot. What are you talking about?
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 

            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 

            Something must be wrong. 
    Reply  Mon Apr 12 17:09:30 2010, Alberto, Update, 40m Upgrading, REFL11 Noise Vs Photocurrent 2010-04-09_REFL11NoiseMeasurements.png

    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  Thu Nov 11 02:17:27 2010, Kevin, Update, Electronics, REFL11 Photodiode Not Working 
[Koji and Kevin]
I was trying to characterize the REFL11 photodiode by shining a flashlight on the photodiode and measuring the DC voltage with an oscilloscope
and the RF voltage with a spectrum analyzer. At first, I had the photodiode voltage supplied incorrectly with 15V between the +15 and -15 terminals. After
    Reply  Thu Nov 11 07:26:03 2010, Alberto, Update, Electronics, REFL11 Photodiode Not Working 

            [Koji and Kevin]
Entry  Sat Feb 12 08:08:05 2011, Suresh, Update, Electronics, REFL11 Photodiode replaced C30642_datasheet-1.pdf40mUpgradeREFL11schematic.pdfP2120572.JPGP2120565.JPGP2120571.JPG
A new photodiode ( Perkin and Elmer Model no. C30642GH Sl No.1526) has been installed in the place of the old photodiode.  The datasheet of this
model is attached. 
The 68pF capacitor which was present in parallel with the photodiode has been removed.  Here is a picture of the PCB ( in all its gory detail!)
    Reply  Sat Feb 12 23:22:21 2011, rana, Update, Electronics, REFL11 Photodiode replaced 
375 mW is way too much light. We must never put more than 100 mW on any of these diodes. We don't want to blow up more diodes like we did with the WFS.
The InGaAs diodes often show an excess dark noise before they finally let go and completely fail. This one may show excess during the shot noise testing.
We should ensure that the beam paths are engineered so that none of these new detectors ever sees such high light levels.
    Reply  Sun Feb 13 02:33:37 2011, Koji, Update, Electronics, REFL11 Photodiode replaced 
Suresh is saying 375mW and 0.375mW. Let's wait for his update of the actual power.
Also he is not using EPICS, there may be the factor of two missing for now.

    Reply  Sun Feb 13 16:20:53 2011, Suresh, Update, Electronics, REFL11 Photodiode replaced 
It is 0.375 mW as in the calculation.  The total diode output is just 1mW and it is divided with a 50/50 beam splitter...  There are a
couple of lenses along the way which may account for the ~12% loss. 
I used a handheld multimeter to measure the output.   
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  Wed Jan 22 09:05:42 2014, Gabriele, Configuration, LSC, REFL11 back 
 Yesterday night I plugged back the REFL11 RF cable into the corresponding demodulation board.
Entry  Tue Mar 16 16:02:33 2021, Koji, Update, LSC, REFL11 demod retrofitting IMG_0545.jpegIMG_0547.jpegD040179-A.pdfIMG_0548.jpegIMG_0550.jpeg
I'm going to remove REFL11 demod for the noise check/circuit improvement.


The module was removed (~4pm). Upon removal, I had to loosen AS110 LO/I out/Q out. Check the connection and tighten
    Reply  Thu Mar 18 07:02:27 2021, Koji, Update, LSC, REFL11 demod retrofitting TFs.pdfPSD.pdf
Attachment 1: Transfer Functions

The original circuit had a gain of ~20 and the phase delay of ~1deg at 10kHz, while the new CH-I and CH-Q have a phase delay of 3 deg and 2 deg,
    Reply  Fri May 20 11:37:44 2011, Koji, Update, Electronics, REFL11 fixed (REFL11 not working) REFL11_transimpedance.pdf
- Found the inductor which shunts the positive input of MAX4107 was not touching the ground. 
This left the positive input level undetermined at DC. This was why MAX had been saturated.
The PCB has a cut, so it was surprising once the circuit worked.
Entry  Thu May 19 03:13:54 2011, kiwamu, Update, Electronics, REFL11 not working 1305799561ZgerKtrd.gif

I took
REFL11 out from the AS table for a health check because it wasn't working properly.
    Reply  Thu Jun 2 23:10:10 2011, Koji, Update, Electronics, REFL11 test results (Re: REFL11 fixed) REFL11_test.pdf
The full characterization of REFL11 is found in the PDF.
Resonance at 11.062MHz
Q of 15.5, transimpedance 4.1kOhm
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  Fri Feb 11 00:20:58 2011, Suresh, Update, Electronics, REFL11: Photodiode requires replacement REFL11_10Feb2011.jpg
This is with reference to Kevin and Jenne's elogs  # 3890, 4034
and 4048 . 
    Reply  Wed Aug 3 02:20:33 2011, Koji, Update, LSC, REFL165 PD REFL165_schematic_110802_KA.pdfP8031393.JPGP8031391.JPG
REFL165 PD has been made from the old 166MHz PD.
As the required inductance was ~10nF level, the stray inductance of the circuit pattern was significant.
So, I am not so confident with the circuit functionality before the optical transfer function test.
    Reply  Wed Aug 3 22:22:47 2011, Koji, Update, LSC, REFL165 PD 
This REFL165 was good in terms of RF, but I forgot to make the DC path functioning.
I will try some ideas to fix this tomorrow.
    Reply  Fri Aug 5 04:03:16 2011, Koji, Update, LSC, REFL165 PD P8041394.JPGP8041395.JPGREFL165_test_110804_KA.pdf
REFL165 PD was made and tested. The characterization results are in the PDF file.
Resonance at 166.12MHz
Q of 7.3, transimpedance 667Ohm (Series Resistance = Z/Q2 = 2.5Ohm)
Entry  Fri Mar 16 06:17:56 2012, Suresh, Update, Electronics, REFL165 calibration : measurements IMG_0552.JPG
These are the measurements for estimating the amplitude of the signal recorded in the CDS when a known amount of modulated light is incident on
the photodiode. 
    Reply  Fri Mar 16 16:01:53 2012, rana, Update, Electronics, REFL165 calibration : measurements 
 To characterize the RF V to counts we need to know the state of the whitening filter board. Was the filter on or off ? What was the value of the
whitening gain slider?
    Reply  Mon Mar 19 21:25:31 2012, Suresh, Update, Electronics, REFL165 calibration : measurements 

             To characterize the RF V to counts we need to know the state of the whitening filter board. Was the filter
ELOG V3.1.3-