The article is dedicated to solving the problem of creation of small-size quantum frequency standards for telecommunications and navigation systems using the methods of MEMS technologies. The analysis of the conventional MEMS atomic clocks operating on the effect of coherent population trapping shows that the conditions of the technological operation for alkali vapor cells sealing have the greatest influence on the clock performance. To improve the atomic clock short-term and long-term frequency stability, it is necessary to reduce the cell sealing temperature and use materials with low gas permeability. Therefore, experimental work was carried out to find new structural materials for the atomic cell design and two MEMS technologies of low-temperature anodic bonding were developed. The first one is based on the use of transparent glass-ceramics SO-33M and provides anodic sealing at a temperature of 150 C. Using this technology, prototypes of MEMS cells with optical windows made of glass-ceramic and fused quartz were made. The second technology is based on the anodic bonding of LK5 glass and silicon at a temperature of 250 C and was used to fabricate MEMS cells filled with vapors of rubidium-87 or caesium-133 isotopes in neon buffer gas.

Статья посвящена решению проблемы создания малогабаритных квантовых стандартов частоты для телекоммуникационных и навигационных систем при помощи методов МЭМС-технологий. Анализ существующих конструкций МЭМС атомных часов, работающих на эффекте когерентного пленения населенностей, показал, что наибольшее влияние на их метрологические характеристики оказывают условия проведения операции герметизации парощелочных атомных ячеек. Для повышения точности и долговременной стабильности МЭМС часов необходимо уменьшать температуру этой операции и применять материалы с низкой газопроницаемостью. Поэтому была проведена экспериментальная работа по поиску новых конструкционных материалов для атомной ячейки и разработаны две технологии низкотемпературной анодной термодиффузионной герметизации. Первая основана на применении прозрачной стеклокерамики СО-33М и позволяет проводить анодную герметизацию при температуре 150 С. По этой технологии изготовлены прототипы МЭМС-ячеек с окнами из стеклокерамики и плавленого кварца. Вторая технология, основанная на анодном соединении стекла ЛК5 и кремния при 250 С, использована для изготовления действующих образцов МЭМС-ячеек, заполненных парами изотопов рубидия-87 или цезия-133 и буферным газом неоном.

Информатика, телекоммуникации и управление = Computing, Telecommunications and Control. — Санкт-Петербург: СПбПУ, 2020-. — Электрон. журнал. — Периодичность: 4 раза в год. — Свободный доступ из сети Интернет (чтение, печать, копирование). — Текст: электронный

Информатика, телекоммуникации и управление = Computing, Telecommunications and Control. — Санкт-Петербург: СПбПУ, 2020-. Vol. 14, № 2, 2021. — 1 файл (8,15 Мб). — Свободный доступ из сети Интернет (чтение, печать, копирование). — <URL:http://elib.spbstu.ru/dl/2/j22-114.pdf>.