LSPE Large Scale Polarization Explorer - Presentazione preventivi 2019 - Giovanni Signorelli INFN Sezione di Pisa 5 Luglio 2018 - LSPE ...
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Large Scale Polarization Explorer -
LSPE
!
Presentazione preventivi 2019
Giovanni Signorelli
INFN Sezione di Pisa
!
!
5 Luglio 2018
CMB Observables • Monopole term: 2.725 K blackbody O(1) • Dipole term: 3.355 mK O(10–3) • Anisotropy: 100 µK rms O(10–4) • E-mode polarization: 3 µK rms O(10–6) • B-mode polarization:
SWIPE : Ferrara
Genova
Pisa
balloon
general design Roma1
Roma2
• SWIPE is the Short Wavelength
Instrument for the Polarization
Explorer
spin
• It is a Stokes Polarimeter, based on a
simple 50 cm aperture refractive
telescope, a cold HWP polarization
modulator, a beamsplitting polarizer,
and two large focal planes, filled
with multimode bolometers at 140,
220, 240 GHz.
• Everything is cooled by a large L4He SWIPE gondola
cryostat and a 3He refrigerator, for
operation of the bolometers at 0.3K
• The instrument is flown at 40 km SWIPE receiver
altitude to mitigate the effects of
earth’s atmosphere.
SWIPE - receiver
• A Stokes (HWP + polarizer +
power detector)
polarimeter, panoramic
• Two large focal planes
(8800 modes), at 0.3K, in a
large cryostat, cooling also
the lens (490mm diam. and
a 460 mm diam. cold stop )
and the polarization
modulator (HWP at about
10-15 K).
• FOV: 20° splitted by a
500mm diam. 45° tilted
WG into 2 Focal Planes 300
mm diam (f/1.75)
• Design completed, see
SWIPE Design Analysis
Report DIPFIS-DA02-12
V2.1 of Nov/16/2017
1.4 m
STRIP+SWIPE
• Definita una struttura con un SMP
• Executive Board (G. Signorelli)
• STRIP (lo strumento a bassa frequenza di
LSPE) prenderà dati da Tenerife
- strip on site → Spring 2019
- gruppi STRIP in INFN
• SWIPE volerà da solo con payload più leggero
dalle isole Svalbard
• lancio invernale di fisica: inverno 2019
- Ritardato da ASI per preparare il contratto
- dopo lancio estivo di Olimpo (estate 2018)
5
Cryogenic
bolometer
2018
delivery
Bolometer
2018
characterized
2018
Receiver Review
2019
Pre-integration review
2019
System-level test and calibration
2019
SWIPE – LSPE : Top-Level Schedule
2019
Launch Window (16 dec 2019 – 10 Jan 2020)
Anagrafica 2019
RICERCATORI • Art. 36 su fondi ASI/COSMOS
Giovanni Signorelli R.Loc. 0.70 • Vincitore A. Tartari da APC con
Alessandro Baldini 0.30 background in rivelatori criogenici/
Marco Grassi 0.30 bolometri/elettronica di lettura
Donato Nicolò 0.25 !
Fabrizio Cei 0.20 • Aiuto da parte del servizio AT per la
Luca Galli 0.10 preparazione dei prototipi e del piano
Andrea Tartari (Art. 36 ASI/COSMOS) 1.00 focale finale (bonding, incollaggi…)
-Nuova macchina per litografia
TECNOLOGI / TECNICI
-Nuova Bonding Machine
Franco Spinella
Andrea Moggi
0.20
0.20
-Evaporazioni in casa
!
Marco Piendibene 0.20
• Progettazione meccanica per
l’adattamento del crate “à la AMS” a LSPE
DOTTORANDI!
!Davide Vaccaro !
1.00
• Disegnatore per miglioramenti al criostato
300mK
TOTALE 4.45
!
ALTRI SERVIZI
• Officina meccanica per “aggiustaggio” e
Officina meccanica 2 m.u!
piccole lavorazioni
Sevizio alte tecnologie !2 m.u! 8
Attività della sezione di Pisa
• Elettronica di readout “calda”
- Readout multiplexato dei sensori: generazione delle portanti e demodulazione
- Hardware / Firmware
- Design e Architettura Termica
!
• Interfaccia con elettronica di lettura “300mK-4K”
- “LC” board passiva a 300 mK
- Disegno e realizzazione dei filtri selettivi per il FDM litografati e superconduttori
per ottimizzare il Q
!
• Test della catena bolometro-filtro-elettronica calda
- Upgrade della facility criogenica a 4K → 300 mK
!
• Simulazioni e misura dell’interazione coi CR
- Rate tollerabile nei detectors dato un ambiente ragionevole
- Utile alla finalizzazione del disegno del bolometro.
!
• Misura del “beam” dei sensori
- Non uniformità della risposta nell’accoppiamento detector-cono
- Misura in sezione della risposta a 140 GHz 9
Schema di detectors + readout
PI PI
GE
–80 ºC
Cyclone V 300 mK
/ G E
300 mK ? PI
15 mm
Frequency domain multiplexing readout: cold + warm
300mK –80ºC
• Placed on the focal plane • Placed in the electronics box at T=
@300mK –80ºC
• Realizes the hardware part of the • Realizes the “intelligent” part of the
Frequency Domain Mutiplexing Frequency Domain Mutiplexing
• Custom Nb inductors and • Custom 6U format electronic board
commercial capacitors • SoC running Cyclone V FPGA
• 16x multiplexing 24 chains • 2 chains/board 12 boards
11Cold Readout • Hardware PCB V0 designed and tested.
Warm readout
12x
• Board V0 - containing all possible interfaces - designed, produced and under test
E W
• Preliminary firmware for the tone generation tested N
• Backbone of complete firmware presently being written
• (ADC LTM9001GA, DAC LTC1668)
13Warm readout
V1.0 to be finalized after complete test with “mezzanine” boards E W
• N
• Just received “mezzanine”
• electrical test
• functional test
ADC/DAC
mezzanine CycloneV
! SoC
1 per chain
14Electronics crate design
• Same design as AMS-2 electronics crate
• 18 slots hosting the cards through card-lock interface
• Each electronic board hosts an Al mold that contacts the most dissipating elements
• Crate built at INFN/PI workshop
• Thermal design under verification (see next slide)
• Ethernet switch tested in vacuum ok.
15Mechanical crate
• Hosts the 6U boards
• Thermal load and dissipation under study
• phase 1: heat from card-lock to electronic box
• phase 2: from active components to the card-locks
E W
N RY
I M INA
PR ELRichieste 2019
• Volo sia previsto nel 2019. Delivery è prevista a Jun/19
• Induttanze e piani focali:
• messa in opera della macchina per litografia
• training per la nuova bonding machine
!
• Più volte reiterata la necessità di
• Laboratorio “vivibile”
• chiller porta il lab. MEG a una temperatura australe
• Spazio in camera pulita
• Spinner, macchina per litografia, piccolo banco lavorazioni/
ispezione (microscopio, montaggi, bonding)
• Vogliamo contribuire con questa caratterizzazione in una piccola
area della camera pulitaRichieste Per i Servizi 2019
• Utilizzo Camera Pulita
• messa in opera della macchina per litografia
• incollaggi e bonding
• training per la nuova bonding machine
!
• Alte tecnologie (2 m.u.)
• incollaggi e bonding
!
• Progettazione meccanica (2 m.u.)
• LC-circuit holder per il piano focale
!
• Officina meccanica (3 m.u.)
• LC-circuit holder per il piano focale
!
• Elettronica (1 m.u)
• Sbrogli e routingRichieste 2019
• Parte dei fondi 2018 utilizzate per task force nel 2018
• fino a fine settembre ci aspetta un grosso sforzo
• Montaggio dell’elettronica finale nel 2018/2019
• Montaggio dei piani focali:
• supporto per test incollaggi/bondaggi/montaggi/disegno di test
!
• Richieste
• Missioni (Svalbard + Italia) 22.0 k€ + 12.0 k€
• costruzione apparati 14.0 k€ (rientro 2018) + 33k€ Nb shields
• licenze software (SONNET + COMSOL) 5 k€
• test prototipi per satellite - consumo - mantenimento facility 25.0 k€
• inventario:
• Cappa Chimica a ricircolo 8k€
• Pompa Primaria 5k€
• Frigo+lavastoviglie+armadio flussato 10k€
• Manutenzione 5k€
!
• Nota: sinergie con ASI/COSMOS e (per il futuro) LiteBIRDMain Involvement FTE
PISA SWIPE 4.5
Genova SWIPE 3.0
RM1 SWIPE 6.1
RM2 STRIP/SWIPE 4.2
Ferrara! SWIPE 3.5
Milano STRIP 4.1
4.1FINE
Offerta SB/18/000757
Prezzo Prezzo
Pos. Codice Descrizione Q.tà
Unitario Totale
Magnicon GmbH | Barkhausenweg 11| 22339 Hamburg | Germany
INFN Sezione di Pisa Inquiries:
Dr. Henry J. Barthelmess
CAPPA CHIMICA A FILTRAZIONE CAPTAIR 321 Dr. Giovanni Signorelli Phone:+49-40-78892211
1 ERA60G-K 1 € 5.074,00 € 5.074,00
SMART Largo B. Pontecorvo 3, Edif. C Fax:+49-40-78892212
E-Mail: barthelmess@magnicon.com
ERI01600 PIANO DI LAVORO IN VETRO CERAMIZZ. CON 56127 Pisa
2 1 € 470,00 € 470,00
20001 VASCA RITENZIONE INTEGRATA Italien
Document #: AN180078
ERI01600 PIANO DI LAVORO IN ACCIAIO INOX CON
3
50001 VASCA DI RITENZIONE
1 € 1.350,00 € 1.350,00 Customer #: A000580
Date: 2018-05-31
BANCO DI SUPPORTO MOBILE MOBICAP
ERI05600
4 (PIANO DI LAVORO DA ORDINARE 1 € 710,00 € 710,00
00201
SEPARATAMENTE)
ERI02990 MOLECODE S RIVELATORE AUTOMATICO
5 1 € 840,00 € 840,00
00002 DELLA SATURAZIONE FILTRI SOLVENTI
Quotation
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Totale complessivo della fornitura € 8.444,00
description # of units unit price amount
1 NC-1 Niobium Can 30 pcs. 694.00 EUR 20820.00 EUR
Niobium shielding can for use with Magnicon SQUID sensors,
CAR-1 chip carriers, and cryocable
2 quantity rebate 10.00 % -2082.00 EUR
3 CAR-1 Chip Carrier 30 pcs. 299.00 EUR 8970.00 EUR
FRP chip carrier with superconducting screw terminal for
Magnicon SQUID sensors
4 quantity rebate 10.00 % -897.00 EUR
total amount 26811.00 EUR
This offer is valid for six months. Offer subject to confirmation. Forwarding charges, tax and customs duty are not included.
Terms of delivery are FCA Hamburg, Germany (Incoterms 2010). Actual shipping cost will be prepaid and added to invoice.
Payment conditions: 30 days net from date of invoice by bank transfer in Euro (€).
Delivery time is about three months from receipt of order.
We are looking forward to your valued order.
Magnicon GmbH Web: www.magnicon.com Bank name: Ethik Bank Registered Seat: Hamburg
Barkhausenweg 11 E-mail: info@magnicon.com BSC: 83094495 Commercial Register Hamburg:
22339 Hamburg Tel.: +49-40-78892211 Account: 3127605 HRB 111923
Germany Fax.: +49-40-78892212 SWIFT/BIC: GENODEF1ETK VAT ID: DE268459420
IBAN: DE63830944950003127605 Director: Henry J. Barthelmeß
Pag. 2 / 4Magnicon GmbH | Barkhausenweg 11| 22339 Hamburg | Germany
INFN Sezione di Pisa Inquiries:
Dr. Giovanni Signorelli Dr. Henry J. Barthelmess
Phone:+49-40-78892211
Largo B. Pontecorvo 3, Edif. C Fax:+49-40-78892212
56127 Pisa E-Mail: barthelmess@magnicon.com
Italien
Document #: AN150127
Customer #: A000580
Date: 2015-10-22
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1 XXF-1-6/1 1 set 6070.00 EUR 6070.00 EUR
single channel dc SQUID electronics with 6 MHz FLL/open-loop
bandwidth
2 XXF-1-6/2 1 set 9404.00 EUR 9404.00 EUR
two channel dc SQUID electronics with 6 MHz FLL/open-loop
bandwidth
3 XXF-1-6/3 1 set 11525.00 EUR 11525.00 EUR
three channel dc SQUID electronics with 6 MHz FLL/open-loop
bandwidth
4 XXF-1-20/1 1 set 8515.00 EUR 8515.00 EUR
single channel dc SQUID electronics with 20/50 MHz FLL/open-loop
bandwidth
5 XXF-1-20/2 1 sets 12730.00 EUR 12730.00 EUR
two channel dc SQUID electronics with 20/50 MHz FLL/open-loop
bandwidth
6 XXF-1-20/3 1 set 15780.00 EUR 15780.00 EUR
three channel dc SQUID electronics with 20/50 MHz FLL/open-loop
bandwidth
7 Low-Tc dc SQUID sensor 1 pcs. 1495.00 EUR 1495.00 EUR
Niobium based single stage SQUID sensor chip (magnetometer,
current sensor, series array)
Magnicon GmbH Web: www.magnicon.com Bank name: Ethik Bank Registered Seat: Hamburg
Barkhausenweg 11 E-mail: info@magnicon.com BSC: 83094495 Commercial Register Hamburg,
22339 Hamburg Tel.: +49-40-78892211 Account: 3127605 HRB 111923, VAT ID: DE268459420
Germany Fax.: +49-40-78892212 SWIFT/BIC: GENODEF1ETK Directors:
IBAN: DE63830944950003127605 Colmar Hinnrichs, Henry J. Barthelmeßlancio
svalbard
accessibili
via nave
bolometers
ready
integrazioneLe Sezioni INFN Partecipanti
• Genova (F. Gatti, R. Naz.)
- Costruzione e test elettrico sensori bolometrici e dell’elettronica fredda (SQUID)
• Roma I (P. de Bernardis)
- Accoppiamento ottico e test ottico sensori bolometrici
• Roma Tor Vergata (A. Rocchi)
- Integrazione navicella e test pre-volo
- Contributi al telescopio di STRIP
• Pisa (G. Signorelli)
- Costruzione e collaudo elettronica di lettura sensori bolometrici → data flow
- meccanica, crate, integrazione in esperimento
- disegno e realizzazione dei filtri superconduttori risonanti
- integrazione nel piano focale
- Studio dell’effetto dei raggi cosmici sui rivelatori
• Ferrara (P. Natoli)
- map-making e analysis schooling
• Milano (M. Bersanelli)
- STRIP PI, elettronica…
3205-06-2018: 23 canali di readout letti tramite SQUID in FLL, Δf ~ 4 kHz
Arrivati nuovi holder per SQUID con shielding in niobio. Un primo test qualitativo ha mostrato un netto miglioramento sul comportamento dello SQUID (qualità della caratteristica IV, stabilità del FLL, etc.)
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