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    Reply  Wed Mar 24 17:36:46 2021, Paco, General, Design specs, Least common multiple stacks and varL cost ETM_Layers_210323_0925.pdf
Update on ETM/ITM coating design;

- Following what seemed like a good, intuitive suggestion from Anchal, I implemented a parameter called
Ncopies, which takes a stack of m-bilayers and copies it a few times. The idea here was to have stacks where m is the least
common multiple of the wavelength fractional relation e.g. m(2/3) = 6 so as to regain some of the coherent scattering in a stack. Unfortunately, this didn't
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  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  Thu May 21 11:51:44 2020, Koji, General, General, Mariner Elog Test 
The first entry of the Mariner elog post
    Reply  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  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  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  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  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  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.
    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 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  Thu May 21 12:10:03 2020, Stephen, General, Resources, Ongoing Mariner Resources 
Ongoing points of updates/content (list to be maintained and added)
Mariner Chat Channel
Mariner Git Repository 
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
Entry  Sun Oct 23 21:01:40 2022, Jennifer Hritz, General, Optical Contacting, PWM 3.0 (+280C in 5) PWM_plates_-_increase_280°C_in_5_minutes.pdf
I decided test how fast the plates would heat up if the heat was just on constantly on for 5 minutes. In general, these tests are raising a
lot of questions in regards to controlling the temperature given the hysteresis in the system. It is also apparent that the bottom plate heats
up signficantly faster than the top one, which means I need to heat the samples much longer than, say 10 minutes, if I want to avoid unevenly heating both
Entry  Wed Oct 26 21:27:23 2022, Jennifer, General, Optical Contacting, PWM 3.1 (more) very slow heating 
[I'm (once again) behind on data processing, but I'm creating an entry on the day I actually run the tests]
Entry  Mon Oct 24 21:23:22 2022, Jennifer Hritz, General, Optical Contacting, PWM 3.1 longer off times in cycle PWM_plates_-_1000_ms_on_9000_ms_off.pdf
To combat the bottom plate heating up much faster than the top plate, I decided to try increasing the cycle period from 1000ms (1s) to 10000ms (10s).
In other words, taking the test I today ran as an example, the hot plate will now be on for 1000ms then off for 9000ms then repeat. Hopefully this should
give more time for the heat to transfer to the top plate, but even in this short test, it still appears to be a problem.
Entry  Tue Oct 25 18:55:38 2022, Jennifer Hritz, General, Optical Contacting, PWM 3.1 very slow heating 
[I'm behind on data processing, but I'm creating an entry on the day I actually run the tests]
Entry  Fri Oct 21 22:22:37 2022, Jennifer Hritz, General, Optical Contacting, PWM v2.6 on new thermocouple set up PWM_plates_-_increase_180C_in_10_minutes.pdf
I performed the same tests I have been doing prior (+180°C in 10 minutes) but now with the (correctly wired) thermocouples attached to the metal
plates. The top plate is thermocouple #1 attached to the Fluke and the bottom plate is thermocouple #2 attached to the TPI (the lime green one).
Entry  Sat Oct 22 21:18:56 2022, Jennifer Hritz, General, Optical Contacting, PWM v3.0 PWM_plates_-_increase_280C_in_10_minutes.pdf
With v3.0, I took a couple steps backwards by getting rid of the feature that increases the heating rate so I can isolate the base heating rate
for the two plates. In my experience, the best way to figure out how to modify the program is to try a bunch of different target temperatures and heating
times and look for correlations. I started with (attempting) to increase the plates by 280°C in 10 minutes.
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  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  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  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  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  Sun Oct 16 14:20:32 2022, Jennifer Hritz, General, Optical Contacting, Samples after 2 weeks under pressure 2_weeks_pressure_PXL_20221004_190652540_20221017_074745619.jpg
Since I was focusing on the hot plate code and therefore did not need my weights, I decided to leave them on top of my samples for roughly 2 weeks.

It appears that an increased amount of time under pressure does not result in any noticable differences. A slight increase in surface area (SA)
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  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 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 Oct 18 19:33:38 2022, Jennifer Hritz, General, Optical Contacting, Setting up thermocouples first_real_PWM_test_samples_before_after_PXL_20221018_080838426.MP.jpgK_Type_connector_PXL_20221019_000708969.MP.jpgthermocouple_plates_PXL_20221019_003002817.MP.jpg
Firstly, last night's heating did not change the contacted surface area greatly, but there is too many factors to speculate as to why that is the
case. I leave that for future testing.
Entry  Thu Mar 4 17:04:52 2021, Paco, General, Design specs, Silicon TM dichroic coatings for phase I ETM_coating_candidates.pdfITM_coating_candidates.pdf
Have been using the 40m Coatings repo code by Gautam (with some modifications
to make dichroic designs under Ta2O5_Voyager), as well as the parameters
compiled in the Mariner wiki for Silica-tantala thin films. Here
    Reply  Wed Mar 17 19:51:42 2021, Paco, General, Design specs, Silicon TM dichroic coatings for phase I ETM_R_210317_1927.pdfETM_Layers_210317_1927.pdfETM_nominal_cornerPlt.pdf
Update on ETM

New optima are being found using the same basic code with some modifications, which I summarize below;


Updated wavelengths to be 2128.2 nm and 1418.8 nm (PSL and AUX resp.)
The thickness sensitivity cost "sensL" previously
defined only for 2128 nm, is now incorporating AUX (1418 nm) in quadrature; so sensL = sqrt(sens(2128) ** 2 + sens(1418)**2)
There is now a
    Reply  Wed Mar 17 21:24:27 2021, gautam, General, Design specs, Silicon TM dichroic coatings for phase I 
I guess you have tried it already - but does enforcing the stacks to be repeating bilayer pairs of the same thickness fail miserably? When doing
this for the PR3 optic @1064nm, I found that the performance of a coating in which the layers are repeating bilayers (so only 2 thicknesses + the cap and
end are allowed to vary) was not that much worse than the one in which all 38 thicknesses were allowed to vary arbitrarily. Although you are aiming for
    Reply  Wed Mar 24 17:42:50 2021, Paco, General, Design specs, Silicon TM dichroic coatings for phase I 
Yeah, the magnitudes are the inverse weighted scalar costs (so they lie on the appropriate relative scale) and indeed larger enclosed areas point to
better optima. I would be careful though, because the lines connecting the scalar costs depend on the order of the vector elements (for the plot)... so
I guess if I take the cost vector and shuffle the order I would get a different irregular polygon, but maybe the area is preserved regardless of the order
Entry  Fri Jun 5 11:13:50 2020, Raymond, General, Heat Load, Steady state heat load example Heat_Load_Sketch.pdf
Attached is a cartoon partial view into the heat load experienced by the Mariner assembly.

The omnigraffle file with more explicit arrow labelling in the 'layers' tab is available here.
The dashed red lines along to top represent vacuum chamber radiation incident on all sides of the OS/IS, not just from the top. Off picture to the right
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  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.
ELOG V3.1.3-