Производство оптических элементов для рубидиевых стандартов частоты и времени

Новое вакуумное и вакуумно-измерительное оборудование ф. Pfeiffer Vacuum, HTC, Setra, Granville-Phillips, мировых лидеров по производству высоковакуумной техники, является основой для разработки и производства высокостабильных изделий квантовой электроники (оптических элементов) рубидиевых опорных генераторов и стандартов частоты и времени.

Новая технология изготовления оптических элементов совместно с вакуумным, вакуумно-измерительным оборудованием высокой точности, обладающими погрешностью измерения менее 0,01%, применяемыми чистыми газами, с содержанием примесей менее 10^-5 позволяет создавать качественные оптические элементы с высокой степенью точности и надежности. От качества изготовления оптических элементов зависят основные метрологические характеристики рубидиевых стандартов частоты и времени.

Для создания технологического вакуумно-откачного оборудования для производства оптических элементов рубидиевых стандартов частоты использовались спиральные насосы, относящиеся к категории форвакуумных "безмасляных" (или "сухих") насосов, для уплотнения сопрягаемых деталей которых, вакуумные масла или иные смазки не используются. Это исключает загрязнение выпускаемых изделий парами масла, тем самым обеспечивая изготовление оптических элементов с высокими метрологическими параметрами и долговременными характеристиками.

Спиральные насосы применялись в качестве насосов предварительного разрежения при работе с высоковакуумными турбомолекулярными насосами. Производитель спиральных насосов серии ISP - ANEST IWATA Corporation (Япония).

Для достижения предельного вакуума не менее 7.5 х 10^-8 Торр, при обезгаживании, откачке и наполнении инертными, сверхчистыми газами оптических элементов, используется вакуумный откачной пост HiCube 80 Eco от ф. Pfeiffer Vaccum.

Данное оборудование предполагает полное иключение маслянных уплотнений, а, как следствие, и загрязнений, изготавливаемых оптических элементов, тем самым сводя к минимуму брак изделий и повышая стабильность долговременных характеристик оптических элементов.
Управление постом осуществляется при помощи контроллера по определенному алгоритму, с соблюдением технологических условий.

Откачиваемые вакуумные объемы присоединяются к вакуумному посту через стандартные фланцевые соединения непосредственного или с помощью сильфонного соединителя.

Вакуумная арматура ф. HTC отличается высоким уровнем качества. Использование вакуумной арматуры ф. HTC позволило создать технологическое оборудование с высокой степенью надежности и высокого качества.

При производстве оптических элементов используются материалы только самого высокого качества и высокой степени очистки.

Инертные газы азот, аргон, криптон с процентным содержанием не менее 99,9999 %, что позволяет гарантировать метрологические характеристики рубидиевых стандартов частоты на уровне ведущих мировых производителей данных приборов.

Использование современных вакуумных датчиков давления ф. SETRA и вакуумно-измерительной техники ведущих мировых производителей c абсолютной погрешностью измерения давления менее 0,1 %, позволяет составлять газовые смеси и наполнять ими оптические элементы с высокой точностью и обеспечивать воспроизводимость параметров оптических элементов, а как следствие и рубидиевых стандартов частоты. Точность измерения таких датчиков не зависит от типа газа, датчики имеют высокую стабильность и воспроизводимость результатов измерения.

Применение современных контроллеров вакуума ф. KVC позволяет проводить наполнение оптических изделий с точностью до 0,01 мм.рт.ст.

Использование комбинационного широкодиапазонного модуля измерения вакуума Micro-Ion Plus® позволяет проводить измерения от высокого вакуума до атмосферы без переключения диапазонов измерения с минимальными погрешностями измерений.

Применение высокоточных измерителей-регуляторов температуры позволяет устанавливать и поддерживать температуру отжига оптических элементов с точностью до 0,1 град.С. 

Применение современных электролизных установок позволило отказаться от использования на производстве взрывопожароопасных газов, таких как пропан и кислород.

Температура пламени таких установок может достигать 2600 ^oC, что позволяет успешно использовать ее при изготовлении оптических элементов для рубидиевых стандартов частоты.

Себестоимость использования таких электролизных установок уменьшается в 45 раз по сравнению с традиционной технологией с использованием газов кислорода и пропана.

Для стабилизации параметров все вновь изготовленные оптические элементы проходят термотренировку и контроль параметров.

Термотренировка и контроль параметров проводится с использованием нового современного технологического оборудования, позволяющего определить качество изготовленных элементов еще до установки их в серийный прибор.