MOEMS je tehnologija u nastajanju koja je postala jedna od najpopularnijih tehnologija na svijetu. MOEMS je mikro-elektro-mehanički sistem (MEMS) koji koristi fotonski sistem. Sadrži mikromehaničke optičke modulatore, mikromehaničke optičke prekidače, IC-ove i druge komponente, i koristi minijaturizaciju, višestrukost i mikroelektroniku MEMS tehnologije za postizanje besprijekorne integracije optičkih uređaja i električnih uređaja. Jednostavno rečeno, MOEMS je dalja integracija čipova na nivou sistema. U poređenju sa velikim opto-mehaničkim uređajima, PCB dizajn MOEMS uređaji su manji, lakši, brži (sa višom rezonantnom frekvencijom) i mogu se proizvoditi u serijama. U poređenju sa metodom talasovoda, ova metoda slobodnog prostora ima prednosti manjeg gubitka veze i manjeg preslušavanja. Promjene u fotonici i informatičkoj tehnologiji direktno su promovirale razvoj MOEMS-a. Slika 1 prikazuje odnos između mikroelektronike, mikromehanike, optoelektronike, optičkih vlakana, MEMS i MOEMS. Danas se informaciona tehnologija ubrzano razvija i stalno se ažurira, a do 2010. godine brzina otvaranja svjetlosti može doseći Tb/s. Povećane brzine prenosa podataka i zahtjevi za opremom nove generacije viših performansi pokrenuli su potražnju za MOEMS i optičkim interkonekcijama, a primjena MOEMS uređaja dizajna PCB-a u području optoelektronike nastavlja da raste.

Dizajn PCB-a i analiza metode pakovanja MOEMS uređaja

Dizajn PCB MOEMS uređaji i tehnologija PCB dizajn MOEMS uređaji se dijele na tipove interferencije, difrakcije, transmisije i refleksije prema njihovim fizičkim principima rada (vidi tabelu 1), a većina njih koristi reflektirajuće uređaje. MOEMS je postigao značajan razvoj u proteklih nekoliko godina. Posljednjih godina, zbog povećanja potražnje za brzom komunikacijom i prijenosom podataka, istraživanje i razvoj MOEMS tehnologije i njenih uređaja uvelike je stimulirano. Razvijeni su MOEMS uređaji sa potrebnim malim gubicima, niskom EMV osjetljivošću i niskim preslušavanjem visoke brzine prijenosa podataka.

Danas, pored jednostavnih uređaja kao što su varijabilni optički atenuatori (VOA), MOEMS tehnologija se može koristiti i za proizvodnju podesivih lasera sa vertikalnom šupljinom površinske emisije (VCSEL), optičkih modulatora, podesivih selektivnih fotodetektora talasne dužine i drugih optičkih uređaja. Aktivne komponente i filteri, optički prekidači, programabilni optički multiplekseri za dodavanje/ispuštanje (OADM) i druge optičke pasivne komponente i optička unakrsna povezivanja velikih razmjera (OXC).

U informatičkoj tehnologiji, jedan od ključeva optičkih aplikacija su komercijalizirani izvori svjetlosti. Pored monolitnih izvora svetlosti (kao što su izvori toplotnog zračenja, LED, LD i VCSEL), posebno su u pitanju MOEMS izvori svetlosti sa aktivnim uređajima. Na primjer, u podesivom VCSEL-u, talasna dužina emisije rezonatora može se promijeniti promjenom dužine rezonatora mikromehanikom, čime se ostvaruje WDM tehnologija visokih performansi. Trenutno je razvijena metoda podešavanja konzole i pokretna konstrukcija s potpornom rukom.

MOEMS optički prekidači sa pokretnim ogledalima i nizovima ogledala takođe su razvijeni za sklapanje OXC, paralelnih i prekidača za uključivanje/isključivanje. Slika 2 prikazuje MOEMS optički prekidač u slobodnom prostoru, koji ima par konzolnih aktuatora u obliku slova U za bočno pomicanje vlakna. U poređenju sa tradicionalnim talasovodnim prekidačem, njegove prednosti su manji gubici spajanja i manje preslušavanje.

Optički filter sa širokim rasponom kontinualno podesivih je veoma važan uređaj u promjenjivoj DWDM mreži, a razvijeni su i MOEMS F_P filteri koji koriste različite sisteme materijala. Zbog mehaničke fleksibilnosti podesive dijafragme i efektivne dužine optičke šupljine, opseg podesivih talasnih dužina ovih uređaja je samo 70 nm. Japanska kompanija OpNext razvila je MOEMS F_P filter sa rekordnom podesivom širinom. Filter je baziran na višestrukoj InP/air gap MOEMS tehnologiji. Vertikalna struktura se sastoji od 6 slojeva ovjesnih InP dijafragmi. Film je kružne strukture i podržan je sa tri ili četiri okvira za vješanje. Priključak pravokutnog potpornog stola. Njegov kontinuirani podesivi F_P filter ima vrlo široku zaustavnu traku, pokrivajući drugi i treći optički komunikacijski prozor (1 250 ~ 1800 nm), širina podešavanja talasne dužine je veća od 112 nm, a napon aktiviranja je čak 5 V.

MOEMS dizajn i proizvodna tehnologija Većina MOEMS proizvodnih tehnologija je direktno evoluirala iz IC industrije i njenih proizvodnih standarda. Zbog toga se u MOEMS-u koriste mikro-mašinska obrada tijela i površine i mikro-obrada velikog obima (HARM). Ali postoje i drugi izazovi kao što su veličina kalupa, uniformnost materijala, trodimenzionalna tehnologija, površinska topografija i konačna obrada, neravnine i temperaturna osjetljivost.