40m QIL Cryo_Lab CTN SUS_Lab TCS_Lab OMC_Lab CRIME_Lab FEA ENG_Labs OptContFac Mariner WBEEShop
  40m Log, Page 3 of 336  Not logged in ELOG logo
Entry  Wed Apr 13 23:32:07 2011, Aidan, Jamie, Configuration, LSC, AS PD and Camera installed AS_beam.jpgP1070546.JPG
I spent some time tracking down the AS beam which had vanished from the AP table. Eventually, by dramatically mis-aligning SRM, PRM and ITMY, returning
BS to its Jan 1st PITCH and YAW values and tweaking the ITMX alignment [actual values to follow], I was able to get an AS beam out onto the AP table. I
verified that it was the prompt reflection off ITMX by watching it move as I changed the YAW of that optic and watching it stay stationary as I changed
    Reply  Fri Apr 15 22:57:38 2011, Aidan, Jamie, Configuration, LSC, AS PD and Camera installed 
AS port ITMX YAW  range where AS beam was visible = [-1.505, -1.225] - these extrema put the beam just outside of some aperture in the system ->
set ITMX YAW to -1.365
ITMX PITCH range = [-0.7707, -0.9707] -> set to ITMX PITCH to -0.8707
Entry  Fri Apr 23 18:30:49 2010, Aidan, Jenne, Koji, Summary, Green Locking, Green means GO! IMG_2405.jpgIMG_2417.jpg
Jenne, Koji and I assembled the Covesion Oven today, inserted a PPKTP crystal from Raicol, aligned the crystal to a 50mW focus and 
got some green beam coming out.
Covesion Oven assembly
Entry  Thu Jan 27 17:12:02 2011, Aidan, Joe, Summary, Green Locking, Digital Frequency to Amplitude converter Screenshot.pngSwept_sine_F_to_A.png
Joe and I built a very simple digital frequency to amplitude converter using the RCG. The input from an ADC channel goes through a filter bank (INPUT),
is rectified and then split in two. One path is delayed by one DAQ cycle (1/16384 s) and then the two paths are multiplied together. Then the output from
the mixer goes through a second filter bank (LP) where we can strip off twice the beat frequency. The DC output from the LP filter bank should be proportional
    Reply  Fri Jan 28 10:27:46 2011, Aidan, Joe, Summary, Green Locking, Digital Frequency Discriminator - calibration 
 One more thing ... we can calibrate the output of the LP filter to give a result in Hz with the following calibration:
LP_OUT = -1/(2*dt)*(LP_IN -1), where dt is 1/16384, the delay time of the delayed path.
Therefore LP_OUT = -8192*(LP_IN-1).
    Reply  Thu Mar 10 16:00:53 2011, Aidan, Joe, Update, Green Locking, Intensity stabilization loop using beatnote DC. P1000313.jpgP1000314.jpgP1000315.jpgGREEN_ISS_LOOP.pdfScreenshot-C1ALS_OVERVIEW.adl.png
Aidan: Joe and I have added a channel that takes the DC output from the vertex beatnote PD and sends it, via RFM, to a DAC at the ETMX end. Immediately
before the output is a filter C1GCX_AMP_CTRL. The output of the DAC is connected to the CURRENT LASER DIODE modulation input on the back of the Innolight
driver. This will modulate the current by 0.1A/V input.
Entry  Tue Jun 22 09:45:21 2010, Aidan, Joe, Razib, Update, Phase Camera, Current phase camera setup. Seeing Acoustic beat 2010-06-22_Phase_camera_layout_version_1.pdf
 We've set up a preliminary test bed for the phase camera. It simply uses a HeNe that is split into two beams. One is frequency shifted by an AOM
by -40 MHz - df, where df is some acoustic frequency. The second beam is transmitted through a 40MHz EOM to get sidebands. The two beams are recombined
and are, currently, incident on a photodetector, but this can be replaced by the phasecamera.
Entry  Thu Mar 24 19:48:13 2011, Aidan, Kiwamu, Update, Green Locking, Designs for permanent electronics for ALS GreenLockingElectronics.pdfGreenEndPDHsupportboxandLO.pdfVertexBeatnoteAmplifierandComparator.pdfMixerFrequencyDiscriminator.pdf
Kiwamu and I looked at all the electronics that are currently in place for the green locking on the X-arm and have made a set of block diagrams of the
rack mounted units that we should build to replace the existing ... "works of art" that sprawl around out there at the moment.
Main items
Entry  Wed Mar 30 21:43:31 2011, Aidan, Kiwamu, Summary, Green Locking, Calculation of the green contrast on the RF PD 
Skip to final thought ...
Kiwamu and I have set about measuring the contrast of the signal on the RF PD. We can only do this when the end green laser is locked to the cavity.
This is because the green transmission through the cavity, when unlocked, is too low. Unfortunately, once we lock the green beam to the cavity, we can't
Entry  Wed Mar 30 21:46:10 2011, Aidan, Kiwamu, Update, Green Locking, States of the Green beat note 
The attached table shows the amplitude of the green beat note when the end laser was in various states. We can increase the beat note amplitude dramatically
by switching to a different states.
State 1
    Reply  Mon Apr 12 20:48:51 2010, Aidan, Mott, Summary, Green Locking, Temperature sweep of the Innolight: df/dT ~ 3.3GHz/K Innolight_temp_sweep.pdfInnolight_Temp.m


    
        
            Quote:
        
        
            
            The beams from the Innolight and Lightwave NPROs were both incident on a 1GHZ New Focus PD. Mott and I swept the
    Reply  Tue Apr 13 12:39:51 2010, Aidan, Mott, Summary, Green Locking, Temperature sweep of the Innolight: df/dT ~ 3.3GHz/K 
Please put those numbers onto wiki somewhere at the green page or laser characterization page.


    
        
            Quote:
        
        
            
Entry  Tue Jun 10 12:49:46 2014, Akhil, Update, Computer Scripts / Programs, Interfacing UFC-6000 with Raspberry Pi completed Interfacing_Script.zip
 Goal:
 To interface the Mini Circuits RF Frequency Counter(FC) Model UFC-6000 with Raspberry Pi on Linux platform. Also to create a User friendly
interface, to control the FC with command lines.
Entry  Fri Jun 13 11:33:55 2014, Akhil, Update, Electronics, Characterization of UFC-6000 RF Frequency Counter Bode_Plots.zip
 Goal:
To characterize the Mini-Circuits RF FC (Model UFC-6000) and plot Bode Plots at varying Modulation frequencies.
Work Done:
Entry  Thu Jun 19 12:10:18 2014, Akhil, Update, Electronics, Gain plots to Characterize UFC-6000 RF Frequency Counter GainVsFreq.png
The goal is to characterize the Mini-Circuits RF FC (Model UFC-6000)  by plotting Gain
Plots.
Work Done:
Entry  Wed Jun 25 01:18:24 2014, Akhil, Update, elog, Weekly Update 
 Plans for the Week:

    Phase and noise characterization of the UFC RF Frequency Counter.
     Characterization of the temperature actuator.

Progress and Problems Faced:
Entry  Wed Jun 25 19:29:19 2014, Akhil, Update, Electronics, Analog-to-Digital Converter IMG_1496.png
 I have been trying to use an ADC with the Raspberry Pi to be able to measure the phase difference between FC input and output signals.I had a hard
time interfacing the ADC  with the Pi (setup attached) even after trying to debug the issue for last two days. So I and Eriq Q performed a system
reboot on the Pi and tried all the possible ways for the Pi to detect the ADC but we were not able to. At the end we decided to order another IC(Microchip
Entry  Fri Jun 27 12:54:13 2014, Akhil, Update, Electronics, Gain plots of UFC-6000 for 0.1s Sampling Rate  Sampling-0.1s.pdf12.png
 Finally, the 0.1s sampling rate of the frequency counter(FC) has been achieved. For this I had to :
 Send in byte codes to set a particular range of the frequency counter.
I was digging  in to find how exactly the circuit inside the frequency counter works and how the processor inside is able to read and write
    Reply  Tue Jul 1 21:20:37 2014, Akhil, Update, Electronics, Gain plots of UFC-6000 for 0.1s Sampling Rate  gain.pnggain.pdf
 The attached are the gain plots at carrier frequencies of 100 MHz, 500 MHz and 1 GHz measured using IFR 2023B (Marconi).
Entry  Fri Jul 4 09:17:13 2014, Akhil, Configuration, Electronics, Setup Used for Characterization of Frequency Counter setup.pdf
 Goal:
To complete the characterization of the Mini Circuits UFC-6000  RF Frequency Counter to be used for beat note
measurement  as a part of frequency offset locking loop. The aim of this setup was to obtain the bode plots and PSD plots for the FC.
    Reply  Mon Jul 7 13:56:13 2014, Akhil, Configuration, Electronics, Setup Used for Characterization of Frequency Counter FreqVsTime.pngMissing_Data.png
When I was trying to plot PSD of the measurements, I still couldn't get better resolution. There still seems to be a problem with timing and synchronization
of the R Pi with the FC even after addition of the external trigger circuit. Now, I am looking to debug this issue. Attached are the plots showing missing
data points and data from the FC at uneven spacing(zoomed in plot).
Entry  Tue Jul 8 09:02:02 2014, Akhil, Update, Electronics, PSD Plots for different sampling times of the Frequency Counter 7x
 Although there were few timing issues with the FC and the Raspberry Pi at the lowest sampling time of the FC (0.1s) even after adding an external
trigger circuit, it turned out that most of these issues are not prevalent at higher sampling times(>0.5 s)(narrow peaks of PSD seen for higher sampling
times). Rana suggested me to look at the PSD plots at different sampling times of the FC so that we can decide which would be the optimal sampling time
Entry  Wed Jul 9 08:50:30 2014, Akhil, Update, General, Weekly Update 
 
Last Week's Work:

    Worked on the setup to mitigate timing issues arising due to the non-synchronization of clocks of the
Entry  Wed Jul 9 12:01:43 2014, Akhil, Configuration, Electronics, Setup Plan for placing the Frequency Counter inside the lab setup.pngSetupFC.png
Today, me and Manasa went inside the lab to figure out a place for the place for the FC. The whole setup will be placed in a chassis box . The chassis
in figure(setupforFC.pdf) will be placed in the highlighted(red) box in the figure(setup.png). All the cables will be routed to the computers from behind
the box and the RF cables from the beat box will be routed from the front end of the box. The two raspberry Pi boxes will be placed inside the box and
Entry  Thu Jul 10 17:53:19 2014, Akhil, Configuration, Computer Scripts / Programs, EPICS installed on Raspberry Pi 
 I finished the installation of EPICS base on Raspberry Pi
(domenica:  /opt/epics). I tested it by creating a test SoftIoc (controls@domenica~/freqCountIOC/simple.db) and was able to read from the channel
on Chiara.
Entry  Mon Jul 14 13:03:23 2014, Akhil, Summary, Electronics, Timing Issues of Mini Circuits UFC-6000: Solved 0.2timinganalysis.png0.3timinganalysis.png0.5timinganalysis.png1stiminganalysis.pngpdf.zip
Main Problem:
The frequency counter (FC) takes in an analog RF input(signal) and outputs the frequency of the signal(Ranging from 1 MHz- 6000 MHz) in the digital
domain (into a processor). The FC samples the data with a given sample rate( user defined) which ranges from 0.1 s to 1 s(faced problems in fixing this
    Reply  Tue Jul 15 01:31:13 2014, Akhil, Summary, Electronics, Timing Issues of Mini Circuits UFC-6000: Solved qnoise.pngqnoise.pdf
The attached are the PSD plots with improved FC timing(with the same code as in http://nodus.ligo.caltech.edu:8080/40m/10151). More plots(Phase and PSD)
to follow.
 
Entry  Wed Jul 16 07:51:52 2014, Akhil, Update, General, Weekly Update 
Work Done:

    Solved all the timing issues pertaining to the R Pi and the FC.
    Took all the measurements for complete characterization
of the frequency counter(Phase Plots to follow shortly).
    Finished  installation of the FC on the martian and created a channel  for
Entry  Wed Jul 16 22:17:40 2014, Akhil, Summary, Electronics, Bode Plots and complete Characterization of Frequency Counter Phase_Data.zipBode100MHz.png
Goal:
To estimate the transfer function and the noise in the FC that is a part of the FOL-PID loop.
Measurements Taken:
    Reply  Fri Jul 18 19:32:50 2014, Akhil, Summary, Electronics, Filters used inside the Frequency Counter TheoreticalGainPlot.pngTFexpected.png
 
 Thanks Koji , for your  hint for the brain teasing puzzle. I was looking into Filters that are usually used in devices like counters,
DSO and other scopes. I found that , to improve the quality of the measurement one of the best approach  is averaging. I looked deeper into averaging
    Reply  Mon Jul 21 12:16:27 2014, Akhil, Summary, Electronics, Filters used inside the Frequency Counter FC_TF_Characterization.png
The expected bode plots for such a filter with L= 4 is attached and compared with the measured.
RXA: When comparing two things, please put them onto the same plot so that they can be compared.
Entry  Tue Jul 22 23:10:12 2014, Akhil, Update, General, Weekly Update 
 Work Done:

    Created a Channel Access Server on the Raspberry Pi  to write data from the FC into EPICS Channel.
    Completed characterization
and noise estimation of the FC counter with improved timing.
    Started installation of FC inside the 40m.

Entry  Wed Jul 23 11:15:54 2014, Akhil, Update, Electronics, Installation of FCs in the 40m Timingwith2FCs.png
 As a part of installation of two(X-ARM and Y-ARM) frequency counters in the 40m, I have tested their performance when using them both on a single
Raspberry Pi. The timing plots are attached. There are almost no timing issues in this configuration and it can be said that there is no harm using both
of the FCs on the same platform.
Entry  Thu Jul 24 19:28:43 2014, Akhil, Update, General, Thermal Actuator Transfer Functions TF-X-ARM.pdfTF-Y-ARM.pdf
 As a part of temperature actuator characterization, today Eric Q and I made some measurements for the open loop TF of both the X-arm and Y-arm
 thermal actuators. 
For this, we gave an input  of random excitation for the temperature offset input( since we faced some serious issues when we gave
Entry  Sat Jul 26 10:12:19 2014, Akhil, Update, General, Data Acquisition from FC into EPICS Channels 
 I succeeded in creating a new channel access server hosted on domenica ( R Pi) for continuous data acquisition from the FC into  accessible
channels. For this I have written a ctypes interface between EPICS and the C interface code to write data into the channels. The channels which I created
are:
    Reply  Sat Jul 26 13:10:14 2014, Akhil, Update, General, Thermal Actuator Transfer Functions TFX_new.pdf
Koji said that the method we used for X-arm thermal actuator TF measurement was not correct and suggested us to make measurements separately for high
and low frequencies( ensuring coherence at those frequencies is high).
(Edit by KA: The previous measurements for X/Y arm thermal actuators were done with each arm individually locked. This imposes the MC stability
    Reply  Sat Jul 26 14:35:28 2014, Akhil, Update, General, Data Acquisition from FC into EPICS Channels 


    
        
            Quote:
        
        
            

           
            
                
           
Entry  Mon Jul 28 16:34:02 2014, Akhil, Update, General, Calibration of measured Thermal Actuator TFs mirrorTF2.pdf
 To calibrate the measured TFs and characterize the thermal actuator for the FOL loop, we [ Me, Eric Q, Koji ] made the TF measurements of PZT response
by giving a  disturbance to the position of  each of X and Y arm ETM  and ITM.
In order to make reasonable conclusions, the measurements were done at frequencies greater than 20 Hz (assuming the PZT response to be flat till
Entry  Mon Jul 28 17:53:00 2014, Akhil, Update, General, Work plan for the Upcoming weeks- FOL Project 
 [Akhil, Harry]
Work Completed :
 Frequency Counter:
Entry  Tue Jul 29 18:00:20 2014, Akhil, Update, LSC, Calibration of ETMX and ETMY actuators PZT_ETMX_TF.pngPZT_ETMY_TF.pngPZT_ITMX_TF.pngPZT_ITMY_TF.png
The ultimate goal of characterizing the temperature actuator turned to be fruitful in obtaining the calibration values for ETMX and ETMY (Calibration
of ITMs were done previously  here but not for ETM). In this process, I measured the PZT response by  displacing one of the test masses in the frequency range of 20 Hz and 900 Hz  and
Entry  Wed Jul 30 11:15:44 2014, Akhil, Update, General, Weekly Update 
 Plan for the week:

    PID loop design and testing with the Green laser beat note by actuating the arm cavity length.
    Beat note readout on MEDM
screens and Strip tool.
    Calibration of the laser frequency response to PZT signal in MHz/V using a test DC input(Koji assigned me this task
Entry  Wed Jul 30 15:33:48 2014, Akhil, Summary, General, Calibrated Thermal Actuator TFs Y_Arm_TA_TF.pdfX_Arm_TA_TF.pdfY_Arm_TA_with_fit.pdfX_Arm_TA_with_fit.pdf
 The goal of the measurements we made ( my previous 3 elogs) was to characterize the laser frequency thermal actuator that is a part of the FOL-
PID loop.
For this we made indirect TF measurements for the thermal actuator by looking at the PZT response by 1)arm cavity( ETM ,ITM) displacement  and
Entry  Thu Jul 31 11:54:54 2014, Akhil, Summary, Electronics, PZT Calibration PZT_Y_Calibration.pdfPZT_X_Calibration.pdf
 Koji asked me to get the calibration of the PZT counts to Volts for the the X and Y ends. Yesterday, I went inside the lab and took some measurements
from the digital readout of the PZT by giving in a DC offset(-5 to +5 volts) to PZT_Out and read out from these channels:
For X-end:  C1:ALS-X-SLOW_SERVO1_IN1
    Reply  Thu Jul 31 14:23:28 2014, Akhil, Summary, Electronics, PZT Calibration PZT_Y_Calibration.pdf
 
 The PZT seems to saturate at around +/- 3500 counts. So for the Y arm, I excluded the saturated points and fitted the data points again.
As for the calibration number, we expect the 3276.8 count/V for +/- 10
    Reply  Fri Aug 1 18:48:46 2014, Akhil, Summary, Electronics, PZT Calibration 
 
 The PZT actuation on the laser frequency in MHz/V ( assuming the previous calibration here of
the PZT count/V) is :
Entry  Tue Aug 5 19:05:41 2014, Akhil, Update, General, Beat Note Testing on EPICS Channels 
 Finally,  the efforts put in the Frequency Counter paid off . I tested the working
of both the FC and EPICS channels that I created by displaying the beat note on MEDM screens. EricQ helped me locking the X arm ( Y arm free) thus acquiring
Entry  Tue Aug 5 19:20:05 2014, Akhil, Update, General, PID loop Design for beat note stabilization 
 Today I and EricQ went inside the lab and set up the cables running from the a DAC channel into  PZT input so that we can use the PID controller
to tune in the PZT offset to maintain the beat note within a detectable range (This is plan B as the main plan of actuating on the laser temperature can
be achieved only after the fiber setup with the PSL is ready). I obtained all the poles and zeroes of plant and started designing a PID loop to test it
Entry  Fri Aug 8 14:27:18 2014, Akhil, Update, Computer Scripts / Programs, FOL Scripts 
 The scripts written for interfacing the FC with R Pi, building EPICS database, piping data into EPICS channels,PID loop for FOL are contained in
:
 /opt/rtcds/caltech/c1/scripts/FOL 
    Reply  Fri Aug 8 14:42:41 2014, Akhil, Update, General, PID loop Design for beat note stabilization PID.zip
 The attached in a zip file are the Simulink feedback loop models for the FOL for both X and Y ends. The controller PID values are estimated by
setting a temperature count reference point to 5344, which corresponds to 100 MHz frequency.  The plant transfer function is as calculated in my previous
elogs.
    Reply  Sun Feb 10 20:47:01 2008, Alan, Summary, SUS, All watchdogs tripped 
A moderate earthquake occurred at 11:12:06 PM (PST) on Friday, February 8, 2008.
The magnitude 5.1 event occurred 21 km (13 miles) NW of Guadalupe Victoria, Baja California, Mexico.
http://quake.wr.usgs.gov/recenteqs/Quakes/ci14346868.html
ELOG V3.1.3-