40m QIL Cryo_Lab CTN SUS_Lab TCS_Lab OMC_Lab CRIME_Lab FEA ENG_Labs OptContFac Mariner WBEEShop
  Mariner elog, Page 1 of 2  Not logged in ELOG logo
Entry  Wed Oct 5 23:24:08 2022, Jennifer Hritz, General, Optical Contacting, Hot plate PWM Test #2 PWM_Test_#2.pdfPWM_Test_#2_(comparison).pdf
I repeated the first test, but let the hot plate run longer. It revealed that the linearity for the lower temperatures completely falls apart at the
higher temperatures. I think it should be fairly straightforward to modify the code to accommodate this.
Entry  Tue Oct 4 22:15:23 2022, Jennifer Hritz, General, Optical Contacting, Hot plate PWM Test #1 PWM_Test_#1_(first_300_sec).pdfframe_from_pwm_test1_video_PXL_20221005_064240498_exported_231444.jpg
I wrote a program to control the heating rate of the hot plate using Pulse Width Modulation (PWM), and it was a great success!

For roughly 6 minutes, the hot plate was power cycled with a rate of 100 ms on followed by 900 ms off. Based on my calculations,
Entry  Mon Oct 3 23:32:30 2022, Jennifer Hritz, General, Optical Contacting, Cause of improved bond: time or pressure (Update) pressure_v_time_samples_both.jpg
I was unable to check the samples because I could not get access to Bridge, so they will be checked tomorrow and the results will be added as an edit
to this log.
Given that I was unable to do work in the lab, I instead began a second attempt at writing code for the Arduino to use PWM to control the
Entry  Sun Oct 2 23:23:07 2022, Jennifer Hritz, General, Optical Contacting, Cause of improved bond: time or pressure before_time_on_left_pressure_on_right_PXL_20221003_061828860.MP.jpgset_up_time_vs_pressure_PXL_20221003_062018249.MP.jpgin_progress_time_vs_pressure_PXL_20221003_062117715.MP.jpg
Before jumping to conclusions based on my previous results, I wanted to check that it was indeed heat and pressure, not time, that led to the bonds improving.

I prepared 4 samples, all with my standard pressing technique (which still leaves room for improvement). 2 samples will simply be left to sit
Entry  Sat Oct 1 23:00:03 2022, Jennifer Hritz, General, Optical Contacting, (RESULTS!) Quick test heat and pressure test samples_before_AND_after_pressure_PXL_20221002_054158446.MP.jpgsamples_before_AND_after_heat_w_pressure_PXL_20221002_053842185.MP.jpg
These are the results from the previous log.

At long last, there was an improvement with pressure and heat! Pressure without heat and pressure with heat both showed a small improvement. Although
Entry  Fri Sep 30 21:51:31 2022, Jennifer Hritz, General, Optical Contacting, Quick test heat and pressure test pressure_set_up_PXL_20221001_040539385.MP.jpgsamples_before_pressure_PXL_20221001_040441662.MP.jpgheat_w_pressure_set_up_PXL_20221001_033228622.MP.jpgsamples_before_heat_w_pressure_PXL_20221001_034620991.MP.jpg
Given that these glass slides are much thinner than the ones I worked with prior, I suspected they would be more receptive to pressure. I decided to
replicate the tests I performed with the larger slides: I prepared 8 samples, 4 by smushing the slides together with methanol in the middle and
another 4 by cleaning the slides with methanol before pressing them together with my fingers. I put 2 of each type under the cylindrical weight, and
Entry  Thu Sep 29 18:36:40 2022, Jennifer Hritz, General, Optical Contacting, Looked at Thor Lab slides (continued) before_heat_PXL_20220930_011031420.MP.jpgset_up_PXL_20220930_011050114.MP.jpgright_after_heating_PXL_20220930_014301900.MP.jpgafter_4ish_hours_of_cooling_PXL_20220930_063533904.jpg
Continuining with my casual exploration of the Thor Lab slides, I heated them from off --> low --> med --> high, with 10 minutes on each setting.
The only pressure I applied was 3 larger glass slides, and that was only to flatten out the copper that the smaller, bonded slides sat on top of (so
the contact with the heating plate was even).
Entry  Wed Sep 28 22:11:31 2022, Jennifer Hritz, General, Optical Contacting, Looked at Thor Lab slides thor_lab_slides_first_bond_PXL_20220929_045352675.MP.jpgthor_lab_slides_after_attempting_to_expand_bond_area_PXL_20220929_045510075.MP.jpg
While finalizing my work plan for the quarter, I decided to look at the Thor Lab slides. This was instructive because they highlighted the troubles I
will have with working with silicone. They are fragile and their small, thin sizes makes cleaning and manipulating them (without contamination) much
more difficult compared to the glass sides from before.
Entry  Tue Sep 27 22:29:34 2022, Jennifer Hritz, General, Optical Contacting, Razor test apparatus disassembly pictures razor_before_PXL_20220817_211123631.MP.jpgrazor_after_PXL_20220911_062818511.MP.jpg
Pictures of the razor test apparatus before and after disassembly, to make future reassembly easier.
Entry  Fri Aug 26 14:24:57 2022, Radhika, General, Heat Load, Mariner TM Cooldown model 6x
Here I describe the current radiative cooldown model for a Mariner test mass, using parameters from the most recent CAD model. A diagram of all conductive
and radiative links can be seen in Attachment 1. Below are some distilled key points:

1. The source of cooling power is an infinite reservoir at 60K - realistically
    Reply  Mon Aug 29 15:44:46 2022, Radhika, General, Heat Load, Mariner TM Cooldown model VaryingSnoutparams.pdfMarinerTMCooldown_snout_optimal.pdf
Here is a more detailed analysis of varying the length and radius of the snout.

Attachment 1 plots the heat load (W) from the snout opening as a function of temperature, for different combinations of snout length and radius.
The model using the CAD snout parameters (length=0.67m end-to-end; radius=5.08cm) results in ~0.3W of heat load at steady state. The plot shows that the
       Reply  Wed Sep 7 10:42:12 2022, Radhika, General, Heat Load, Mariner TM Cooldown model SnoutLengthCooldownTM.pdf
The attached plot (upper) compares the heat load delivered to the test mass from various snout lengths (end to end), as a function of test mass temperature.
(At steady state, our point of interest is 123K.) Note that these curves use the original CAD snout radius of 5.08cm (2").

The greatest marginal reduction in heat load comes from increasing the end-to-end snout length to 1m,
Entry  Mon Jul 18 18:34:29 2022, Paco, General, Design specs, HR coating update ETM_R.pdfITM_R.pdfETM_Layers.pdfITM_Layers.pdf
I've been running the HR coating optimization for mariner TMs. Relative to the specifications found here
we now are aiming for


ITM HR coating of 2000 ppm @ 2050.15 nm, and 1000 ppm @ 1550 nm
ETM HR coating of 25 ppm @ 2050.15 nm, and 1000 ppm @ 1550
    Reply  Fri Jul 22 13:36:55 2022, Paco, General, Design specs, HR coating update ETM_corner.pdfITM_corner.pdf
Here are some corner plots to analyze the sensitivity of the designs in the previous elog
to a 1% gaussian distributed perturbation using MCMC.

Attachment #1 shows the ETM corner plot  
       Reply  Tue Aug 16 09:58:23 2022, Paco, General, Design specs, HR coating update 6x
A couple of coating stacks with better tolerance (transmission +- 10%). Attachments #1-2 show the spectral reflectivities for ETM/ITM
respectively, while Attachments #3-4 show the corner plots. I think the tolerances are inflated by the fact that all the stack indices
and thicknesses are varying, while in reality these two effects are degenerate because what matters is the optical thickness. I will try to reflect this
          Reply  Tue Aug 23 17:10:50 2022, Paco, General, Design specs, New corner plots ITM_corner.pdfETM_corner.pdf
Instead of varying individual layer thicknesses using the MC sampler, I made sure both the thickness and index of refractions are varied as a global
systematic error to estimate the design sensitivity. The results for ITM/ETM respectively, with 1e5 samples this time, are in Attachments 1-2
below.
Entry  Tue Aug 16 19:54:29 2022, Jennifer Hritz, General, Optical Contacting, Razor blade test PXL_20220817_023737796.MP.jpgPXL_20220817_023741865.MP.jpg
We succeeded in setting up an apparatus for quantifiying the razor blade test. After mounting the glass slides such that the razor edge rested against
the gap, we slowly turned the knob to push the blade into the gap. We started with the knob at 0.111, and at 0.757, the bond between the glass slides failed.
As we approached 0.757, the interference pattern in the glass shifted, foreshadowing the break.
Entry  Mon Aug 15 16:37:51 2022, Juan , General, General, Update on Sat Amp and OSEMs IMG-6458.jpgIMG-6355.jpgIMG-6459.jpgIMG-6460.jpgOSEMdata.png
Sat Amp 

- Changes to sat amp 15.8 k ohm resistors instead of 16k The change
has been made on Sat Amp - S1103733 & S1103732 ONLY Channel 4 and 2 have been changed on both boards.
Entry  Mon Aug 8 13:00:56 2022, Juan, General, General, Sat Amp testing of OSEMS OSEMs.xlsx
In the following test, a single Sat Amp chassis that holds Sat Amp Board S1106078 and S1106077

Verification of Sat Amp

First, as the test of the LED driver circuits in the chassis, 8 of various color LEDs were inserted to the appropriate output pins of the chassis.
Entry  Thu Aug 4 13:44:56 2022, Jennifer Hritz, General, Optical Contacting, Success with slowly heating PXL_20220803_232203193.jpgPXL_20220804_002433906.jpg
Yesterday, I did two rounds of slowly heating 4 samples to the maximum hot plate temperature. This was to formally test if my success with a single
sample earlier in the week was a fluke. Note that the hot plate takes about 10-15 minutes to reach a stable temperature when it is turned
up one notch.
Entry  Thu Aug 4 11:26:55 2022, Juan, General, General, Sat Amp IMG-6153.jpg
Sat amp seems to be working just fine. There does seem to be a saturation issue with one of the outputs we may need to change a resistor on the board.

 

 
Entry  Wed Jul 27 14:50:20 2022, Jennifer Hritz, General, Optical Contacting, Bonding without liquids and narrowing down heating issue PXL_20220727_214658230.jpgPXL_20220727_214241668.mp4
I have found that, after cleaning the glass with methanol (or even sometimes with just a dry lense-cleaning cloth), I can get glass slides to
bond by rappidly rubbing them together until something sticks. This was inspired by watching "Wizard of Vaz" perform bonds on YoutTube.
While cleaning, I now use enough strength to make the glass squeak, as advised by him.
Entry  Tue Jul 26 14:17:44 2022, Juan, General, General, OSEMS actuators  8x
we have 23 OSEMS they look all full built and I will try and test them this week and or next week.
Entry  Fri Jul 22 13:47:47 2022, Juan, General, General, Update 
Just a general update of what I have been up to deriving Lagrange for double pendulum system and also been looking at code that koji gave to me I've
add comment to some of the code also working on my report.
Entry  Thu Jul 14 14:55:01 2022, Jennifer Hritz, General, Optical Contacting, Testing isopropanol and methanol PXL_20220714_220953206.MP_2.jpgPXL_20220714_220940258.MP_2.jpgPXL_20220714_222105409.jpgPXL_20220713_003923957.jpg
Note that I am just testing out different techniques, so I have not set up the thermocouples to precisely measure the temperatue.
On Tuesday, I developed a new method of putting water, isopropanol, or methanol on one slide then squishing the other slide on top of it to fill
the gap with the afformentioned liquid. The slides are slippery at first, but as they dried, which took about 15 minutes, the bond forms. The bonds were
Entry  Wed Jul 13 13:16:33 2022, Juan, General, General, Finished coil driver and sat amp  IMG-5553.jpg
I have finished all coil driver and sat amp chassis they all seem to be functioning properly.
 
Entry  Mon Jul 11 17:39:17 2022, Juan, General, General, Coil driver chassis  IMG-5493.jpgIMG-5494.jpg
Finished all 3 Coil Drover chassis and power lines still need to install the rear cables will do that after I finish Sat Amp chassis tomorrow. 
Entry  Mon Jul 11 17:27:39 2022, Jennifer Hritz, General, Optical Contacting, First successful bond PXL_20220712_223449788.MP.jpg
Note that the slides have "GLOBE" printed on one side. I always bond the opposite using the opposite side without the text.

On Monday (7/11), I began experimenting with bonding, starting with "air-bonding," which is trying to make dry, gently cleaned
slides stick. I achieved my first succesful optical contact with what I call "acidental water-assisted direct bonding" or "water-bonding," where
Entry  Mon Jul 11 16:24:31 2022, Jennifer Hritz, General, Optical Contacting, Baselining the temperature output of the Oster hot plate PXL_20220708_230038748.jpgPXL_20220708_230234841.MP.jpg
This was performed last Friday (7/8).

I secured a thermocouple perpendicular against the hotplate and recorded the maximum temperature the hotplate reached at Low, Medium,
and High. It took about 5 minutes to reach a stable temperature, where stable means that the temperature stayed within +/- 0.5°C for a minute.
Entry  Fri Jul 8 17:09:10 2022, Juan, General, General, Coil Driver and Sat Amp IMG-5434.jpgIMG-5421.jpgIMG-5420.jpg
All three coil driver boards are complete and have been tested. Modification for all 4 sat amp have been completed. Ideally, I would like to finish all
the chassis on Monday I have one just about done. 
 
Entry  Thu Jul 7 15:20:04 2022, rana, General, Optical Contacting, some useful links 
For our optical contacting, Jennifer and I are starting out with glass (microscope slides), with the setup in the EE shop next to the drill press (photos
from Jennifer to follow).

Some interesting links:
Entry  Thu Jul 7 10:23:04 2022, Juan, General, General, Update  IMG-5378.jpgIMG-5379.jpg
Almost done with coil driver boards 
Entry  Tue Jul 5 21:06:47 2022, Juan, General, General, Work Update  IMG-5362.jpgIMG-5361.jpg
Update of my current work I have finished one coil driver board and started on the last two that I need here is the progress and Ideally, I'll finish
by tomorrow. 
Entry  Sat Jul 2 09:22:39 2022, Juan , General, General, Progress update  IMG-5220.jpg
I've completed one coil driver board. 
Hopefully next week I can finish the other 2 boards and make the modifications to the sat amp baords. 
 
Entry  Mon Jun 27 08:22:22 2022, Juan, General, General, General Update/ Need to do task coildrive.jpg
I've managed to cut and crimp wires for the power board for coil driver. I will begin adding components to the coil driver board.

- Add Components to Coil Driver board 

 - Replace some Sat Amp Componetns
Entry  Thu Jun 16 14:04:30 2022, Juan, General, Suspension, Table for Mariner Suspension Cryo 
Today we looked at possible locations for where we will be setting up Mariner Suspension and Cryo chamber. The first option was the far left table in
the CAML lab but it seems that there is going to be an issue with height clearance, so we have come up with another solution which takes a table from
Koji's lab which is 3'x4' ft and moving it into CAML lab in the back right of the lab. To move the table we may need to call facilities to
    Reply  Thu Jun 16 19:43:36 2022, Koji, General, Suspension, Table for Mariner Suspension Cryo 
- B246/QIL Skyhook


Find the base of Skyhook. It should be in the storage room (B246). Stephen contacted Chub for lab access. Done
Assemble
Skyhook with the base and check the stability/safety/capacity/height/etc


- DOPO
       Reply  Thu Jun 23 21:11:03 2022, Koji, General, Suspension, Table for Mariner Suspension Cryo 
Table moving effort in the OMC lab: See https://nodus.ligo.caltech.edu:8081/OMC_Lab/412

 
Entry  Thu May 5 19:56:25 2022, Koji, General, Suspension, Mariner Suspension Cryo shield Install / Removal steps 40m_Mariner_Suspension-0062.png40m_Mariner_Suspension.mp4
Does this work? Is this insane?
    Reply  Tue May 10 18:29:11 2022, rana, General, Suspension, Mariner Suspension Cryo shield Install / Removal steps 


cool
Entry  Wed Nov 17 09:27:04 2021, Jiri Smetana, General, General, Lagrangian Model - Translation & Pitch plant_all_tfs.png
I've been having a look at the transfer functions for the translation and pitch of both masses. I'm attaching the plot of all input-to-output
transfer functions of interest so far. Here I've identified the pitch resonances of the two masses (one each) as well as the two pendulum modes. I
need to now investigate if they occur in the correct places. I have confirmed the DC response by directly solving the statics problem on paper.
    Reply  Wed Dec 15 06:43:43 2021, Jiri Smetana, General, General, Lagrangian Model - Translation & Pitch 
I've checked the validity of my state space model in a couple of ways so that we have confidence in the results that it gives. I've checked the
DC gain of the transfer functions where it is non-zero. I did this by solving the static balance of forces problem in the extended body model by hand to
get the DC CoM position as well as the pitch angle of both masses. In the previous ELOG entry I didn't quite do this for all transfer functions so
Entry  Fri Nov 5 11:51:50 2021, Paco, General, Design specs, Estimate of in-air absorption near 2.05 um HITRAN_line_strenghts.pdfbroadened_spectrum.pdfPP_broadened_spectrum.pdf
[Paco]

I used the HITRAN database to download the set of ro-vibrational absorption lines of CO2 (carbon dioxide) near 2.05 um. The lines are plotted
for reference vs wavenumber in inverse cm in Attachment #1.
    Reply  Tue Nov 16 11:47:54 2021, Paco, General, Design specs, Estimate of in-air absorption near 2.05 um PP_broadened_spectrum.pdf
[Paco]

There was an error in the last plot of the previous log. This was correctly pointed out by rana's pointing out that the broadening from air
should be independent of the CO2 concentration, so nominally both curves should coincide with each other. Nevertheless, this doesn't affect the earlier
Entry  Wed Nov 3 02:52:49 2021, Koji, General, Suspension, Mariner Sus Design 
All parameters are temporary:

Test mass size: D150mm x L140mm
Intermediate mass size W152.4mm x D152.4mm x H101.6mm
    Reply  Thu Nov 4 00:42:05 2021, Koji, General, Suspension, Mariner Sus Design Screen_Shot_2021-11-04_at_12.38.46_AM.pngScreen_Shot_2021-11-04_at_12.39.53_AM.png
Some more progress:

- Shaved the height of the top clamp blocks. We can extend the suspension height a bit more, but this has not been done.

- The IM OSEM arrangement was fixed.
Entry  Tue Oct 26 08:09:08 2021, Jiri Smetana, General, General, Lagrangian Suspension Model - Extended Body comparison_xg.pngcomarison_F.png
I've been testing out the extended body lagrangian models and I'm trying to understand the ground motion and force coupling to the test mass
displacement. I've compared the two point-mass model to the extended model and, as expected, I get very similar results for the ground coupling. Attachment
1 shows the comparison and asside from more agressive damping of the point-mass model making a small difference at high frequency, the two models look
Entry  Fri Sep 24 13:12:00 2021, Radhika, General, Heat Load, Mariner cooldown model status + next steps 
*Note: the current modeling script can be found at: CryoEngineering/MarinerCooldownEstimation.ipynb

Nina pointed me to the current mariner cooldown estimation script (path above) and we have since met a few times to discuss upgrades/changes.
Nina's hand calculations were mostly consistent with the existing model, so minimal changes were necessary. The material properties and geometric
    Reply  Mon Sep 27 17:01:53 2021, rana, General, Heat Load, Mariner cooldown model status + next steps 
How about a diagram so that we can understand
what this model includes?
       Reply  Wed Sep 29 16:15:19 2021, Radhika, General, Heat Load, Mariner cooldown model status + next steps Heat_Load_Sketch_geometry.pdfHeat_Load_Sketch_diagram.pdfheating_cooling_P_vs_T.pdfCooldownTM_radiative.pdf
Attachment 1 is a geometric diagram that reflects the current state of the ITM cooldown model, introduced in [30].
The inner shield is assumed to be held at 77K for simplicity, and 2 heat sources are considered: laser heating, and radiative heating from the room-temperature
snout opening. The view factor Fij between the snout opening and test mass (modeled as 2 coaxial parallel discs separated by length L -
          Reply  Tue Oct 5 17:46:14 2021, Radhika, General, Heat Load, Mariner cooldown model status + next steps Heat_Load_Sketch_all.pdfVaryingISA.pdfCooldownTM.pdf
Building on [32], I added a copper cold finger to conductively cool the inner shield, instead
of holding the inner shield fixed at 77K. The cold finger draws cooling power from a cyro cooler or "cold bath" held at 60K, for simplicity.
I added an outer shield and set its temperature to 100K. The outer shield supplies some radiative heating to the inner shield, but blocks out 295K heating,
             Reply  Fri Oct 15 13:45:55 2021, Radhika, General, Heat Load, Mariner cooldown model status + next steps VaryingTMl.pdf
I used the same model in [37] to consider how test mass length affects the cooldown. Attachment
1 plots the curves for TM length=100mm and 150mm. The coupling between the test mass and inner shield is proportional to the area of the test mass, and
therefore increases with increasing length. Choosing l=100mm (compared to 150mm) thus reduces the radiative cooling of the test mass. The cooldown time
                Reply  Fri Oct 15 14:31:15 2021, Radhika, General, Heat Load, Mariner cooldown model status + next steps VaryingISA.pdfVaryingTMl.pdf
I reran the cooldown model, setting the emissivity of the inner surface of the inner shield to 0.7 (coating), and the emissivity of the outer surface
to 0.03 (polished Al). Previously, the value for both surfaces was set to 0.3 (rough aluminum). 

Attachment 1: TM cooldown, varying area of the inner shield. Now, the marginal improvement in cooldown once the IS area reaches 0.22 m2 is
Entry  Tue Oct 12 12:49:42 2021, Jiri Smetana, General, General, Damping Loop (Point-Mass Pendulums) servo.pngopen_loop.pngclosed_loop.pngnoise.pnglength_change.png
Now that I have correct phase and amplitude behaviour for my MIMO state space model of the suspension and the system is being correctly evaluated as
stable, I'm uploading the useful plots from my analysis. File names should be fairly self-explanatory. The noise plots are for a total height of 550
mm, or wire lengths of 100 mm per stage. I've also attached a model showing the ground motion for different lengths of the suspension.
    Reply  Thu Oct 14 04:17:36 2021, Jiri Smetana, General, General, Damping Loop (Point-Mass Pendulums) 8x
Here are the DAC and residual displacement spectra for different suspension heights ranging from 450 mm to 600 mm. I aimed to get the Q of the lower
resonance close to 5 and the DAC output RMS close to 0.5 V but as this was just tweaking values by hand I didn't get to exactly these values so I'm
adding the actual values for reference. The parameters are as follows:
Entry  Tue Oct 12 12:44:44 2021, Jiri Smetana, General, General, New Damping Loop Model 
I've ironed out the issues with my MATLAB model so that it now shows correct phase behaviour. The problem seems to arise from infinite Q poles where
there is an ambiguity in choosing a shift of +/- 180 deg in phase. I've changed my state space model to include finite but very high Q poles to aid
with the phase behaviour. The model has been uploaded to the GitLab project under mariner40 -> mariner_sus -> models -> lagrangian.
Entry  Mon Oct 11 15:22:18 2021, Yehonathan, General, General, Microcomb alternatives ELMO_specs.pngHNLF_specs.pngSimulationResults1.pngSimulationResults3.png
Following our discussion at the Friday JC meeting, I gathered several resources and made a small simulation to show how frequency combs might be generated
on platforms other than microcombs or mode-locked lasers.

Indeed, frequency combs generated directly from a mode-locked laser are expensive as they require ultra-broadband operation (emitting few fs
Entry  Fri Oct 1 12:01:24 2021, Paco, General, Design specs, TM Barrel coating emissivity stack_1.pdfstack_2.pdfstack_3.pdfinterpolated_n_k.pdf
[Paco, Nina, Aidan]

We ran our stack emissivity calculation on different AR stacks to try and make a decision for the TM barrel coatings. This code has yet to be
validated by cross checking against tmm as suggested by Chris. The proposed layer structures by Aidan and Nina are:
    Reply  Fri Oct 1 13:24:40 2021, Aidan, General, Design specs, TM Barrel coating emissivity 
I have to question whether this passes a sanity test. Surely in the case of Stack 2, the 10um thick Ta2O5 will absorb the majority of the incident radiation
before it reaches the SiO2 layer beneath. It should at least be similar to just absorption in Ta2O5 with some Fresnel reflection from the AIr-Ta2O5
interface.
       Reply  Fri Oct 1 14:11:23 2021, Paco, General, Design specs, TM Barrel coating emissivity stack_1.pdfstack_2.pdfstack_3.pdf
Agree with this. Quickly running tmm on the same "stacks" gave the Attachment
#1-3. (Ignore the vertical axis units... will post corrected plots) and extend the wavelength range to 100 um.
Entry  Sun Sep 19 18:52:58 2021, Paco, General, Design specs, HR coating emissivity ETM_210409_120913_emissivity.pdfinterpolated_TF_k.pdf
[Paco, Nina]

We have been working on an estimate of the wavelength dependent emissivity for the mariner test mass HR coatings. Here is a brief summary.

We first tried extending the thin film optimization code to include extinction coefficient (so using the complex index of refraction rather than
    Reply  Fri Oct 1 11:52:06 2021, Paco, General, Design specs, HR coating emissivity ETM_210409_120913_emissivity.pdfinterpolated_n_k.pdf
[Paco, Nina, Aidan]

Updated the stack emissivity code to use the Kitamura paper fused silica dispersion which has a prominent 20 um absorption peak which wasn't
there before... (data was up to 15 um, and extrapolated smoothly beyond). The updated HR stack emissivities are in Attachments #1 - #2. A weird feature
Entry  Wed Sep 15 09:15:21 2021, Jiri Smetana, General, General, Actuation Feedback Model and Noise displacement_asd.pngservo.pngsystem_loop.mground_freq.txtground_xx.txt
I've implemented a more extensive feedback model that uses proper conversions between metres, volts, counts etc. and includes all the (inverse) (de)whitening
filters, driver, servo and noise injections in the correct places. I then closed the loop to obtain the transfer function from horizontal ground motion
and each noise source to test mass displacement. I tuned the servo gain to reduce the Q of both resonances to ~20.
    Reply  Thu Sep 16 10:02:47 2021, Jiri Smetana, General, General, Actuation Feedback Model and Noise DAC_voltage.png
Here's the DAC voltage spectrum with its associated RMS.

Also, for clarity, this model is for a lossless point-mass double pendulum system with equal masses and equal lengths of 20 cm.




       Reply  Fri Sep 24 11:02:41 2021, Koji, General, General, Actuation Feedback Model and Noise ground.m
We had a meeting with the code open in ZOOM. Here are some points we discussed:


The code requires another file ground.m. It is attached here.
 
The phase of the bode plots were not wrapped. This can be fixed by applying the "PhaseWrapping" options as
Entry  Thu Sep 9 11:25:30 2021, Paco, General, Design specs, Rerun HR coatings with n,k dispersion etm_updated.pdfitm_updated.pdf
[Paco]

I've re-run the HR coating designs for both ETM and ITM using interpolated dispersions (presumably at room temperature). The difference is
shown in Attachment #1 and Attachment #2. 
    Reply  Thu Sep 9 20:42:34 2021, Paco, General, Design specs, Rerun HR coatings with n,k dispersion ETM210909190218.pdfITMLayers210909204021.pdf
[Paco]

Alright, I've done a re-optimization targetting a wider T band around 2128 nm. For this I modified the scalar minimization cost to evaluate
the curvature term (instead of the slope) around a wide range of 10% (instead of 1%). Furthermore, in prevision of the overall effects of using the updated
Entry  Thu Aug 26 17:40:41 2021, Stephen, General, Suspension, Selecting MOS-style frame no_sos_cad_screenshot.pngvault_check_in_of_mariner_suspension_cad.png
[Koji, Stephen]

Kind of a silly post, and not very scientific, but we are sticking to it. During our check in today we discussed Mariner suspension frame design
concept, and we chose to proceed with MOS-style (4 posts, rectangular footprint).
Entry  Tue Aug 24 08:15:37 2021, Jiri Smetana, General, General, Actuation Feedback Model actuator_feedback_diagram.pngbode_servo.pngbode_plant.png
I'm posting a summary of the work I've done on the Lagrangian analysis of the Mariner suspension design and a state space model of the actuator
control loop. The whole feedback mechanism can be understood with reference to the block diagram in attachment 1.

The dynamics of the suspension are contained within the Plant block. To obtain these, I derived the system Lagrangian, solved the Euler-Lagrange
Entry  Tue Aug 17 17:48:57 2021, Koji, General, Equipment, Crackle SW model Screen_Shot_2021-08-17_at_17.44.32.png
As a kickoff of the mariner sus cryostat design, I made a tentative crackle chamber model in SW.

Stephen pointed out that the mass for each part is ~100kg and will likely be ~150kg with the flanges. We believe this is with in the capacity
of the yellow Skyhook crane as long as we can find its wheeled base.
Entry  Fri Aug 6 04:34:43 2021, Koji, General, General, Theoretical Cooling Time Limit cooling_curves.pdf
I was thinking about how fast we can cool the test mass. No matter how we improve the emissivity of the test mass and the cryostat, there is a theoretical
limitation. I wanted to calculate it as a reference to know how good the cooling is in an experiment.

We have a Si test mass of 300K in a blackbody cryostat with a 0K shield. How fast can we cool the test mass?
Entry  Tue Jul 27 11:38:25 2021, Paco, General, Design specs, DOPO single pass PDC efficiency singlepass_eff_overest.pdf
Here is a set of curves describing the single-pass downconversion efficiency in the 20 mm long PPKTP crystals for the DOPO. I used the "non-depleted
pump approximation" and assumed a plane-wave (although the intensity matches the peak intensity from a gaussian beam). Note that these assumptions
will in general tend to overestimate the conversion efficiency.
Entry  Fri May 7 09:57:18 2021, Stephen, General, Equipment, Overall Dimensions for Mariner Suspension Test Chamber Concept mariner_suspension_test_chamber_concept.jpg
Koji, Stephen

Putting together Koji's design work with Stephen's CAD, we consider the size of a test chamber for the Mariner suspension.

Koji's design uses a 6" x 6" Si optic, with an overall height of about 21.5".
    Reply  Wed Jul 7 16:32:27 2021, Stephen, General, Equipment, Overall Dimensions for Mariner Suspension Test Chamber Concept 
WIP - Stephen to check on new suspension dimensions and fit into 40m chamber
ELOG V3.1.3-