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  40m Log, Page 339 of 344  Not logged in ELOG logo
    Reply  Mon Feb 8 15:41:51 2010, Alberto, Update, ABSL, Suddenly a much better alignment of PRC 

    Reply  Tue Feb 9 09:07:06 2010, Alberto, Update, ABSL, PLL Characterization 2010-02-08_PRCtransmissivity_EntireFreqRange_VsFit.png

            Lately I've been trying to improve the PLL for the AbsL experiment so that it could handle larger frequency steps
Entry  Tue Feb 9 10:10:58 2010, Alberto, Update, ABSL, back to analog 
I want to try to do the measurement with the network analyzer used as local oscillator, instead of the Marconis that I'm using now. Tha could give me
better noise rejection. It would also give me information about the phase.
Also I wouldn't dislike abandoning the GPIB interfaces to acquire data.
    Reply  Tue Feb 16 09:51:22 2010, Alberto, Update, Green Locking, take some optics away from the ETM end table 

            In the last two days Steve and I took some optics away from the both ETM end
Entry  Tue Feb 16 10:01:16 2010, Alberto, Configuration, LSC, Arms and PRC not locking 
Since last Friday either the arms or the PRC can't lock.
The montors show the beam flashing on the end mirrors, but the cavity can't get locked. The error signal looks fine. I suspect a computer problem.
Also PRC can't lock. SPOB is suspiciously stuck at about -95. Although that's not a fixed number, but covering the by hand the SPOB PD on the ITMY
    Reply  Tue Feb 16 15:25:00 2010, Alberto, Configuration, LSC, Arms and PRC not locking shock.jpg
Entry  Thu Feb 25 15:49:05 2010, Alberto, AoG, CDS, New IO Chassis for the new CDS 
Yesterday Kiwamu and I went to Downs to take all the available parts of the IO chassis that Gary and I had put together over there. 
got only 3 of the 5 that we need for the Upgrade. The other 2 are currently being used for some other purpose in Downs labs.
not sure about what each chassis has supposed to contain. They all also look different from each other.
Anyway, it looks like there should
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

            ** 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 18 12:27:56 2010, Alberto, Update, ABSL, PLL reconstructed 

            Last night (Mar 17) I checked the PLL setup as Mott had some difficulty to get a clean lock of the PLL setting.
Entry  Tue Mar 23 15:38:26 2010, Alberto, Update, elog, elog just restarted  
I found the elog down and I restarted it.
Then, after few seconds it was down again. Maybe someone else was messing with it. I restarted an other 5 times and eventually it came back up.
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 14:52:02 2010, Alberto, Update, Green Locking, two NPRO PLL  

            Now some pedestals, mirrors and lenses are left on the PSL table, since we are on the middle way to construct a PLL
    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  Mon Mar 29 21:43:27 2010, Alberto, Configuration, PSL, Reference Cavity PD Noise Spectrum 2010-03-29_FSS_PD_shotnoise_and_darknoise.png2010-03-29_FSS_PD_shotnoise_and_darknoise.png
[Rana, Alberto]
This evening we measured the noise spectrum of the reference cavity PD used in the FSS loop. From that we estimated the transimpedance and found
that the PD is shot-noise limited. We also found a big AM oscillation in correspondence of the FSS modulation sideband which we later attenuated at least
Entry  Fri Apr 2 08:52:21 2010, Alberto, Update, elog, elog restarted 
i just restarted the elog for the third time in the past 12 hours.
I checked the elog.log file to debug the problem. It doesn't contain eveidence of any particular cause, except for png/jpg file uploads happened
last night.
    Reply  Sat Apr 3 16:07:40 2010, Alberto, Configuration, PSL, Reference Cavity PD Noise Spectrum 2010-03-29_FSS_PD_shotnoise_and_darknoise.png
 I was aware of a problem on those units since I acquired the data. Then it wasn't totally clear to me which were the units of the data as downloaded
from the Agilent 4395A, and, in part, still isn't.
It's clear that the data was in units of spectrum, an not spectral density: in between the two there is a division by the bandwidth (100KHz, in
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).
    Reply  Sun Apr 4 17:32:07 2010, Alberto, Metaphysics, General, new y-arm? 

            There's several more of the this vintage in one of the last cabinets down the new Y-arm.
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  Mon Apr 5 10:33:12 2010, Alberto, Omnistructure, Electronics, soldering iron broken 
This morning the pencil soldering iron of our Weller WD2000M Soldering Station suddenly stopped working and got cold after I turned the station on. The
unit's display is showing a message that says "TIP". i checked out the manual, but it doesn't say anything about that. I don't know what it means.
Perhaps burned tip?
Entry  Mon Apr 5 13:52:45 2010, Alberto, Update, Computers, Front-ends down. Rebooted 
This morning, at about 12 Koji found all the front-ends down.
Then I burtestored ISCEX, ISCEY, ISCAUX to April 2nd, 23:07.
    Reply  Tue Apr 6 11:27:11 2010, Alberto, Update, Computer Scripts / Programs, Data formats in the Agilent AG4395a Spectrum Analyzer 
Lately I've been trying to sort out the problem of the discrepancy that I noticed between the values read on the spectrum analyzer's display and what
we get with the GPIB interface.
It turns out that the discrepancy originates from the two data vector that the display and the GPIB interface acquire. Whereas the display
    Reply  Tue Apr 6 16:55:28 2010, Alberto, Update, Computer Scripts / Programs, Data formats in the Agilent AG4395a Spectrum Analyzer 

            Lately I've been trying to sort out the problem of the discrepancy that I noticed between the values read on the
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 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  Fri Apr 9 06:45:28 2010, Alberto, Update, 40m Upgrading, REFL11 Noise Vs Photocurrent 

            Something must be wrong. 
Entry  Sun Apr 11 13:51:04 2010, Alberto, Omnistructure, Computers, Where are the laptops? 
I can't find the DELL laptop anywhere in the lab. Does anyone know where it is?
Also one of the two netbooks is missing.
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

    Reply  Thu Apr 22 21:42:24 2010, Alberto, Update, PSL, Innolight 2W Vertical Beam Profile 
 What kind of fit did you use? How are the uncertainties in the parameters obtained?
    Reply  Wed Apr 28 14:15:58 2010, Alberto, Update, IOO, MC alignment 
 That's interesting.
Would it be possible to write about the technique on a wiki page as you get measurements and results?
Entry  Mon May 3 19:21:43 2010, Alberto, DAQ, Environment, Boot fest 
[Alberto, Koji, Rana]
The RFM network failed today. We had to reboot the frame builder anf restart all the front end following the instructions for the "Nuclear
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

            After munching analytical models, simulations, measurements of photodiodes I think I got a better grasp of what we
    Reply  Fri May 7 18:18:02 2010, Alberto, Update, 40m Upgrading, New improved design for the 11MHz photodiode 

            How much is the width?
Entry  Mon May 10 16:59:35 2010, Alberto, Update, 40m Upgrading, Unexpected oscilaltionin the POY11 PD 2010-05-10_POY11_CalibratedOpticalResponse0-500MHz.pngPOX11.png
The measured transimpedance of the latest POY11 PD matches my model very well up to 100 MHz. But at about ~216MHz I have a resonance that I can't really
Entry  Mon May 10 19:29:33 2010, Alberto, HowTo, Electronics, New Focus 1811 PD calibrated against New Focus 1611 PD 
I measured the output impedance of the New Focus 1611 PD (the 1GHz one) and it is 50 Ohm for both the DC and the AC output. It turns out that the transimpedance
values listed on the datasheet are the following:
T1611_dc = 1e4 V/A (1MOhm referred)
T1611_ac = 700 V/A (50 Ohm)
listed transimpedances for the 1811 PD (the 125 MHz PD) are the following:
T_dc = 1e3 V/A (??)
T1811_ac = 4e4 V/A (50 Ohm)
Entry  Wed May 12 17:10:16 2010, Alberto, Update, 40m Upgrading, RF frequency generation box - step 0 DSC_1499_small.JPG
I started putting together the components that are coint to go inside the frequency generation box. Here's how it looked like:
Entry  Wed May 12 23:31:17 2010, Alberto, Update, 40m Upgrading, 216 MHz resonance in the POY11 PD killed POX11.png2010-05-12_POY11_CalibratedOpticalResponse0-500MHz.png
It turned out that the resonance at 216 MHz in the 11MHz PD that I showed in the elog entry 2902
was casued by an instability of the of the MAX4107 opamap' feedback loop.
As the datasheet of the opamp shows, the close-loop gain has a peak
at about 200-250MHz, in presence of even small capacitive loads.
In my case, perhaps either the capacitance of the BNC cables plugged to the
Entry  Fri May 21 11:56:34 2010, Alberto, Update, 40m Upgrading, 40mUpgrade Field Power and RF Power Spectrum at the ports. 38m/38.55m arm length issue. 7x
I update my old 40mUpgrade Optickle model, by adding the latest updates in the optical layout (mirror distances, main optics transmissivities, folding
mirror transmissivities, etc). I also cleaned it from a lot of useless, Advanced LIGO features.
I calculated the expected power in the fields present at the main ports of the interferometer.
Entry  Fri May 21 16:27:45 2010, Alberto, Omnistructure, Environment, The control room is molding... 
... not just because we haven't locked the interferometer for quite some time. I mean, it literally stinks. The chiller's chiller is molding. Its' dripping
water and there's mold all under it (Jo just confirmed: "yeah, it's mold").
Someone from Caltech maintenance just crossed the door. Hopefully he'll help us fix it.
Entry  Wed May 26 17:10:09 2010, Alberto, Update, 40m Upgrading, RF Generation box Visio-frequencyGenerationBox_wiringSchematic.png
This is how the RF generation box might soon look like:
Entry  Wed May 26 22:22:03 2010, Alberto, Configuration, 40m Upgrading, Arm cavity length reflRFpowerVsArmLength_3658m.pngreflRFpowerVsArmLength_3750m.png
The second sideband is resonant in the arms for a cavity length of 37.9299m.
The nearest antiresonant arm lengths for f2 (55MHz) are 36.5753m and 39.2845m.
If we don't touch the ITMs, and we use the room we still have now on the end tables, we can get to 37.5m.
Entry  Thu May 27 12:52:02 2010, Alberto, Update, 40m Upgrading, Arm lengths 

For both sidebands to be antiresonant in the arms, the first modulation frequency has to be:
ELOG V3.1.3-