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  Coating Ring-down Measurement Lab elog, Page 2 of 18  Not logged in ELOG logo
Entry  Mon Dec 5 10:39:16 2016, Gabriele, Electronics, Configuration, Trying to debug GPS time issue 
For a long time I had problems with the GPS time in frames being different from the real one.

This morning I rebooted the cymac3 and swapped the function generator with a new one.

I tested the GPS time in frames by switching on teh ESD noise at a given GPS time and checking the frames. The times are aligned.
    Reply  Tue Dec 6 09:02:17 2016, Gabriele, Electronics, Configuration, Trying to debug GPS time issue 
Things seems to be worse now. This morning I injected noise at GPS 1165078533 (real time, as obtained from the python command line, and consistent with
what displayed in the MEDM screen) and found the injection in the data at GPS 1165078555, so 22 seconds later...

    Reply  Tue Dec 6 10:38:19 2016, Gabriele, Electronics, Configuration, Trying to debug GPS time issue Screenshot.pnggps_time_offset.png

Now the time difference is about 30 seconds. It seems that the real time model is about 29 seconds advanced with respect to the GPS time one
gets from a python script command running on the cymac3
    Reply  Tue Dec 6 11:22:58 2016, Gabriele, Electronics, Configuration, Trying to debug GPS time issue Screenshot-3.png
I swapped the SR signal generator with an Agilent 33210A. Shut down and restarted the cymac3. Now the command line GPS and the IOP model GPS are aligned
within one second. Let's see if it stays this way.
    Reply  Tue Dec 6 16:55:51 2016, Gabriele, Electronics, Configuration, Trying to debug GPS time issue Screenshot.png
Update at 5pm, GPS times are still in sync.

    Reply  Wed Dec 7 08:14:05 2016, Gabriele, Electronics, Configuration, Trying to debug GPS time issue Screenshot-1.png
Unfortunately, this morning the model time is again wrong...

Entry  Wed Dec 7 08:48:13 2016, Gabriele, Electronics, Configuration, Auto center state written directly to data 
I modified the autocenter script. Now while the picomotor is moving, the variable X3:CR1-AUTOCENTER takes the value 1, otherwise it is 0.
    Reply  Wed Dec 7 16:27:11 2016, Gabriele, Electronics, Configuration, Trying to debug GPS time issue 
I put back the Stanford Reserch signal generator. On a scope, the timing signal looks good. There is a small ripple and some noise in the flat parts.
I found that when I unplug the DAC timing cable, the ripple and the noise goes away. 

I'm leaving the DAC timing unplugged for the night, and I'm using a script to track the difference between the machine time and the front-end
    Reply  Thu Dec 8 09:26:10 2016, Gabriele, Electronics, Configuration, Trying to debug GPS time issue figure_1.pngfigure_1.png
For the last ~day the difference between the frontend GPS time and the machine GPS time remained constant between -1 and -2 seconds

I reconnected the DAC timing cable at
Entry  Thu Dec 8 15:32:04 2016, Gabriele, Electronics, Configuration, Timing issue: is it a DAC issue? 6x
My previous test showed that the timing drift was somehow related to the output of the
signal generator being connected to the DAC.

Some more findings follow. When the CyMAC is powered down, the timing sent to the DAC is highly distorted. It stays the same even when I power
    Reply  Mon Dec 12 14:15:53 2016, Gabriele, Electronics, Configuration, Timing issue: is it a DAC issue? dac_spectra.png
I swapped the DAC with another one, but I see the same behavior in the output signal. Here's a spectrum of the DAC output, with and without output.

    Reply  Sat Dec 17 06:29:15 2016, rana, Electronics, Configuration, Timing issue: is it a DAC issue? 
I find sometimes that the probe configuration can give these distorted signals. For the Tektronix probes, its best to use a 500 MHz probe instead of
the BNC clip leads. The probe also should be compensated by attaching to the gold fingers square wave generator on the scope front and adjusting the capacitor
in the probe with a little screwdriver until the square wave becomes perfect.
Entry  Wed Jan 4 14:28:03 2017, Gabriele, Electronics, Configuration, Real time models for new measurement system 

changed the name of the test chamber real time model from CR1 to CR0. Updated all MEDM screens and scripts (autocenter.py, auto_excite.py, crime.py)
new real time models CR1, CR2, CR3, CR4 to be used for the new chamber system. Created MEDM screens and updated all EPICS values
Entry  Thu Jan 12 10:36:47 2017, Gabriele, Electronics, Configuration, Added ESD bias path to model CR0 Screenshot.pngScreenshot-Untitled_Window.png
I added to the model CR0 an additional bias path for the ESD driver:

Some funny RGC idiosyncrasy: if you have a filter bank named "SUM", you can't add a summation block: if you do you get a name conflict
Entry  Tue Jan 24 11:45:55 2017, Gabriele, Electronics, Configuration, Picomotor drivers 

Changed the library Picomotor8752.py to add a third axis 'r' that
will allow moving the in-vacuum retaining ring. The controller remains connected to the workstation through a serial cable
Tested a new NewFocus
8741 controller with USB and ethernet. The USB driver works only on Windows, so I tested it by running a Windows virtual machine. I used this trick to
Entry  Tue Jan 31 09:03:12 2017, Gabriele, Electronics, Configuration, Auto centering script for the new setup 
I wrote an autocenter script for the four QPD in the new setup (autocenter14.py) and renamed the script for the old chamber (autocenter0.py).

Tested and working properly, with network connection to the picomotor controllers. Be aware that if the picomotor controllers are switched off,
their IP address might change.
Entry  Wed Feb 8 17:06:11 2017, Gabriele, Larry, Electronics, Configuration, Private network 
This morning Larry set up a network switch to create a local network for the power strip and the two Newport picomotor controllers. The laboratory workstation
serves as gateway between the networks.

I still have to configure the power strip and the picomotor controllers to use the new static IP address.
    Reply  Thu Feb 9 08:35:24 2017, Gabriele, Electronics, Configuration, Removed ESD bias path to model CR0 
Removed, since iit was not useful to improve the actuation authority.


I added to the model
    Reply  Thu Feb 9 09:10:17 2017, Gabriele, Larry, Electronics, Configuration, Private network 
I reconfigured the powerstrip and the two Newport controllers to use static IP address in the new 10.10.10.X network, using the workstation as gateway.
All scripts updated and working

Entry  Thu Feb 9 11:35:27 2017, Gabriele, Optics, Configuration, QPD calibration  11x
This morning I measured the beam profiles at the QPD positions. As expected, the beams are not gaussian there, since we are seeing the interference of
the reflections from the two faces of the disks. Nevertheless, the measured sizes are

Entry  Wed Feb 22 13:56:15 2017, Gabriele, Electronics, Configuration, Software improvements 

created a single interface to move the picomotors in front of QPD1 ... QPD4

the command qpdcenter
will open an interactive python shell to control the picomotors

two scripts for automatic excitations are saved in /opt/rtcds/userapps/CyMAC/src/auto_excite*.py

must run on the cymac. But they can be started from the control station using the commands autoexcite0 and autoexcite14
Entry  Thu Aug 10 13:36:08 2017, Gabriele, Zach, Mechanics, Configuration, ESD moved closer to disk in CR0 
We first measured the distance of the ESD from the disk in the test chamber (CR0). We had to remove the retaining ring to have reliable measurements

distance between top of the ESD and mounting plate: 12.30 mm
distance between top of the disk and mounting plate: 10.53 mm
thickness: 0.55 mm

So initially the distance between disk and ESD is 1.22 mm
    Reply  Fri Aug 11 09:22:21 2017, Gabriele, Mechanics, Configuration, ESD moved closer to disk in CR0 esd_ampl.pngesd_snr.png
The plots below compare the SNR and peak amplitude of all excited modes, in the new and old configuration. The new confgiuration is worse than the old
one. This is unexpected, since the distance between ESD and disk is smaller.

However, yesterday we found out that setting the ESD so close to the disk is very tricky, and we might have some touching.
Entry  Tue Jan 30 09:19:09 2018, Gabriele, Optics, Configuration, Setup for 50mm disks 
I realigned all optical levers to measure the 50mm disks. In brief, I moved the input 2" mirrors, the in-vacuum 2" mirrors and the PZT mirrors
so that the beam hits the 50mm sample and gets back into the QPD. Re-aligned everything to the horizontal reference using water.
Entry  Tue Jan 30 15:56:36 2018, Gabriele, Craig, Electronics, Configuration, Temporary data acqusition for PSL lab beat note and accelerometers 
We set up the model x3tst to acquire at 65kHz four signals coming from the PSL lab:

X3:TST-BEAT_OUT_DQ: beat note
X3:TST-ACC_X_OUT_DQ: accelerometer X
X3:TST-ACC_Y_OUT_DQ: accelerometer Y
accelerometer Z
Entry  Tue Feb 13 16:28:49 2018, Gabriele, Optics, Configuration, Setup resigned for 75mm disks 
Entry  Thu Mar 8 09:40:10 2018, Gabriele, Optics, Configuration, Realigned all optical levers to horizontal reference 
Entry  Tue Mar 27 16:36:49 2018, Gabriele, Optics, Configuration, Optical levers re-aligned for 50mm substrates 
Entry  Fri Apr 12 09:36:54 2019, Gabriele, Optics, Configuration, Realignment 
I realigned the entire CR1-4 setup

ensured that beam out of the chamber are at 6" height everywhere. Moved some iris to center them
ensured that the beam
hits the 45 degrees in-vacuum mirrors at a height of 3.78" = 96 mm
checked that all incoming beams are roughly centered on the 45 degrees
Entry  Fri Oct 12 16:23:20 2012, janosch, Optics, Daily Progress, reassembled setup 
Nothing has happened since Steve, the visiting highschool teacher, has left. Meanwhile, some parts of the multi-color BRDF setup were delivered.
I assembled everything today and realigned the lasers. Everything is ready now for a three-color BRDF measurement (the previous Richter record was 2 colors).
I will claim back my video capture device as soon as possible from my neighbors and then take new images.
Entry  Mon May 2 11:46:45 2016, Gabriele, Facility, Daily Progress, Table and vacuum chambers in the lab 2016-04-19_10.35.50.jpg2016-04-21_09.38.33.jpg
Elogs for the new Coatin RIng-down MEasurement lab had to start somewhere, so here is a couple of pictures of the optical table with shorter legs and
of one of the two vacuum chambers that have been moved in.
    Reply  Tue May 3 11:57:47 2016, Gabriele, Facility, Daily Progress, Table and vacuum chambers in the lab 
We discovered a couple of days ago that the table was sitting on three legs only and the fourth one was dangling. I managed to adjust the height of the
fourth leg using the large screw on the leg support. Now the table is properly supported by all four legs.

Entry  Thu Jun 16 00:47:42 2016, Gabriele, Optics, Daily Progress, Quality factor measurement of a Mark Optics disk at LMA q_factors.pngloss_angle.png2016-06-13_09.50.11.jpg
[Massimo Granata (LMA), Quentin Cassar (LMA), Gabriele] 

This week I'm visiting LMA to learn how their Gentle Nodal Suspension system works and to measure the quality factors (Q) of one of Mark
Optics disks. First of all we annealed the disk for 9 hours at 900 degrees (plus 9 hours warm up and 9 hours cool down).
Entry  Fri Jun 24 17:03:47 2016, Gabriele, Electronics, Daily Progress, QPD electronics 2016-06-24_16.31.48.jpg2016-06-24_16.31.52.jpg
Between yesterday and today I populated one QPD board (based on D1600196), and started testing it. The
transimpedance stages seems to work fine (they show about 5-6 V in ambient light). However the whitening stages show a large ~100 kHz oscillation. While
trying to fix it I probably burnt one of the output drivers.
    Reply  Tue Jun 28 10:17:28 2016, Gabriele, Electronics, Daily Progress, QPD electronics 
Transimpendance and whitening are working properly. I can't get useful signal out of the differential stages yet. I replaced the channel 1 DRV134
that was burnt (very hot when powered on). But the new one got hot too after powring on, so there might be something else wrong there. I'm also wondering
if it's ok to use an oscilloscope to look at the differential stage output. The scope will ground one of the two outputs: according to the DRV134 datasheet
Entry  Thu Jun 30 16:18:28 2016, Gabriele, Electronics, Daily Progress, QPD electronics is working 
Today I gave up trying to fix the first board I populated, and built a second one. The good news is that it's working as expected.

With 27.5 uW incident on each quadrant, I measure about 4.5 V, which is in line with the transimpedance of 200k, a responsivity of about 0.4
A/W and ad additional gain of two coming from the differential driver.
Entry  Thu Jun 30 17:23:54 2016, Gabriele, Electronics, Daily Progress, Cymac 2016-06-30_11.08.31.jpg
I got two new ADC and DAC boards from Rolf, with the correct PCIe interface. I installed them into the cymac and checked that the system could boot.
The cymac is now sitting in the rack. As requested by Jamie I installed Debian 8.5

Entry  Fri Jul 1 15:12:12 2016, Gabriele, Electronics, Daily Progress, QPD electronics noise qpd_noise.pngqpd_noise_m.png2016-07-01_15.12.44.jpg

I turned out that all the noise I was seeing in the QPD spectrum was due to ambient light. I covered the QPD with a box and switched off all
the light. As shown in the following plot the noise is lower.
Entry  Thu Jul 7 16:40:22 2016, Gabriele , Electronics, Daily Progress, QPD boxes 2016-07-07_15.55.06.jpg
To mitigate the issue of ambient light pulluting the QPD signal, I mounted the prototype into a custum built box. This helps a lot. My plan is to add
a short piece of black pipe in the front, to further shield from incident light.

The new box also provides a clean way to mount the QPD.
Entry  Thu Jul 7 17:44:11 2016, Gabriele, Facility, Daily Progress, Vacuum chamber tests 2016-07-07_14.33.34.jpg2016-07-07_14.35.21.jpg2016-07-07_15.55.19.jpg2016-07-07_14.35.26.jpg2016-07-07_15.01.22.jpg
[Alena, Gabriele]

This afternoon we opened the tall belljar vacuum chamber, and took everything out of it. All the stuff that was inside the chamber is "temporarily"
stored on the floor beside the optical table.
Entry  Fri Jul 8 15:26:37 2016, Alena, Facility, Daily Progress, Vacuum chamber tests WP_20160708_12_25_35_Pro.jpgWP_20160708_12_25_41_Pro.jpg
Fixed the 307 gauge controller (a missing contact on the rair panel). The low pressure gauge was connected to 1G port and has measured 1.7E-6 torr. We
are not sure since how long the turbo was operating (no vacuum logger yet).

Entry  Mon Jul 11 14:56:45 2016, Alena, Facility, Daily Progress, Vacuum chamber tests 20160711.png
Installed a gate valve between the roughing and tubbo pump. See below a pump down curve. The convection gauge is not calibrated. the turbo started at
14th min (at about 3 torr)
Entry  Mon Jul 11 15:21:12 2016, Gabriele, General, Daily Progress, One disk installed into the chamber 2016-07-11_13.04.44.jpg2016-07-11_13.39.40.jpg2016-07-11_13.16.24.jpg2016-07-11_13.23.05.jpg2016-07-11_13.39.44.jpg
[Alena, Gabriele]

We attached one of the silicon lenses to a 1" optical post using some kapton tape, and installed it into the vacuum chamber. We built a
simple periscope using standard optical component, and managed to send the optical level beam into the disk and back out.
    Reply  Mon Jul 11 17:04:06 2016, Alena, Facility, Daily Progress, Vacuum chamber tests 
At 5pm the pressure was 6.5e-6 torr.

Checked again at:

9am, pressure was 2e-6 torr
11:30am, pressure was 1.5e-6 torr
5pm, pressure was 1.4e-6 torr

Entry  Tue Jul 12 17:19:07 2016, Gabriele, Electronics, Daily Progress, ADC and DAC cabling 2016-07-12_15.57.17.jpg2016-07-12_16.59.17.jpg2016-07-12_16.59.13.jpg
This afternoon I completed the assembly of the electronics boards to interface the ADC and DAC. The ADC is interfaced with a new custom board, which
accepts up to eight QPD inputs, the syncronization signal, and it's connected to the ADC:

Entry  Thu Jul 14 16:56:00 2016, Alena, Facility, Daily Progress, test vacuum system 
Please see prosidures for pumping down and venting with air for the test vacuum chamber here https://dcc.ligo.org/T1600304
Entry  Fri Jul 15 16:05:07 2016, Gabriele, Electronics, Daily Progress, Electrostatic actuator installed 2016-07-15_15.02.29.jpg2016-07-15_15.02.56.jpg2016-07-15_15.03.03.jpg2016-07-15_15.03.09.jpg
Using the already installed high voltage feedthrough, I cabled one of the electrostatic actuators (1mm gap between electrodes) and installed it into
the chamber. One of the electrodes is connected to the feedthrough cenral pin, the other is grounded on the bottom of the chamber.

The electrostatic actuator is mounted at about 1 mm above the disk, see pictures.
Entry  Fri Jul 15 17:56:50 2016, Gabriele, General, Daily Progress, QPD connected to digital system 
I connected the QPD to the ADC interface with a temporary cable running on the floor.

I could get signals. I still have a problem with the digital system: I can't access test points with dataviewer, but I get them with DTT.
This will have to be fixed.
Entry  Sat Jul 16 14:15:44 2016, Gabriele, Facility, Daily Progress, Pump down started 
Following Alena's procedure, at about 1:30pm LT I started the chamber pump down. At
14:15pm LT the pressure was still 240 mTorr

At 6:20pm the pressure was about 70 mTorr, so I started the turbo pump.
    Reply  Mon Jul 18 13:39:45 2016, Gabriele, Facility, Daily Progress, Pump down started 
Today at 1:40pm pressure is 8.5e-7 Torr


Following Alena's
ELOG V3.1.3-