MOEMS és una tecnologia emergent que s’ha convertit en una de les tecnologies més populars del món. MOEMS és un sistema microelectromecànic (MEMS) que utilitza un sistema fotònic. Conté moduladors òptics micromecànics, interruptors òptics micromecànics, circuits integrats i altres components, i utilitza la miniaturització, la multiplicitat i la microelectrònica de la tecnologia MEMS per aconseguir una integració perfecta de dispositius òptics i dispositius elèctrics. En poques paraules, MOEMS és la integració addicional de xips a nivell de sistema. En comparació amb els dispositius optomecànics a gran escala, PCB Els dispositius MOEMS de disseny són més petits, més lleugers, més ràpids (amb una freqüència de ressonància més alta) i es poden produir per lots. En comparació amb el mètode de guia d’ones, aquest mètode d’espai lliure té els avantatges d’una menor pèrdua d’acoblament i una menor diafonia. Els canvis en la fotònica i la tecnologia de la informació han promogut directament el desenvolupament de MOEMS. La figura 1 mostra la relació entre microelectrònica, micromecànica, optoelectrònica, fibra òptica, MEMS i MOEMS. En l’actualitat, la tecnologia de la informació s’està desenvolupant de manera ràpida i actualitzada constantment, i el 2010, la velocitat d’obertura de la llum pot arribar a Tb/s. L’augment de les taxes de dades i els requisits d’equips de nova generació de major rendiment han impulsat la demanda de MOEMS i interconnexions òptiques, i l’aplicació de dispositius MOEMS de disseny de PCB en el camp de l’optoelectrònica continua creixent.

Disseny de PCB i anàlisi del mètode d’embalatge de dispositius MOEMS

Dispositius i tecnologia MOEMS de disseny de PCB Els dispositius MOEMS de disseny de PCB es divideixen en tipus d’interferència, difracció, transmissió i reflexió segons els seus principis físics de funcionament (vegeu la taula 1) i la majoria d’ells utilitzen dispositius reflectants. MOEMS ha aconseguit un desenvolupament important en els últims anys. En els darrers anys, a causa de l’augment de la demanda de comunicacions d’alta velocitat i transmissió de dades, la recerca i el desenvolupament de la tecnologia MOEMS i els seus dispositius s’han estimulat molt. S’han desenvolupat els dispositius MOEMS de disseny de PCB de baixa pèrdua, baixa sensibilitat EMV i baixa diafonia i alta velocitat de dades reflectides.

Actualment, a més de dispositius senzills com ara atenuadors òptics variables (VOA), la tecnologia MOEMS també es pot utilitzar per produir làsers emissors de superfície de cavitat vertical ajustables (VCSEL), moduladors òptics, fotodetectors selectius de longitud d’ona ajustables i altres dispositius òptics. Components i filtres actius, interruptors òptics, multiplexadors òptics d’afegir i deixar anar de longitud d’ona programables (OADM) i altres components òptics passius i connexions creuades òptiques a gran escala (OXC).

En tecnologia de la informació, una de les claus de les aplicacions òptiques són les fonts de llum comercialitzades. A més de les fonts de llum monolítices (com ara fonts de radiació tèrmica, LED, LD i VCSEL), les fonts de llum MOEMS amb dispositius actius estan especialment preocupades. Per exemple, en un VCSEL sintonitzable, la longitud d’ona d’emissió del ressonador es pot canviar canviant la longitud del ressonador mitjançant la micromecànica, aconseguint així una tecnologia WDM d’alt rendiment. Actualment, s’ha desenvolupat un mètode d’afinació en voladís de suport i una estructura mòbil amb un braç de suport.

També s’han desenvolupat interruptors òptics MOEMS amb miralls mòbils i matrius de miralls per muntar matrius d’interruptors OXC, en paral·lel i encès/apagat. La figura 2 mostra un interruptor de fibra òptica MOEMS d’espai lliure, que té un parell d’actuadors de voladís en forma d’U per al moviment lateral de la fibra. En comparació amb l’interruptor de guia d’ona tradicional, els seus avantatges són una menor pèrdua d’acoblament i una menor diafonia.

Un filtre òptic amb una àmplia gamma d’ajustos contínuament és un dispositiu molt important en una xarxa DWDM variable, i s’han desenvolupat filtres MOEMS F_P que utilitzen diversos sistemes de materials. A causa de la flexibilitat mecànica del diafragma ajustable i la longitud efectiva de la cavitat òptica, el rang de longitud d’ona ajustable d’aquests dispositius és de només 70 nm. L’empresa japonesa OpNext ha desenvolupat un filtre MOEMS F_P amb una amplada ajustable rècord. El filtre es basa en la tecnologia MOEMS múltiple InP/gap d’aire. L’estructura vertical es compon de 6 capes de diafragmes d’InP suspesos. La pel·lícula és una estructura circular i està suportada per tres o quatre marcs de suspensió. Connexió de taula de suport rectangular. El seu filtre F_P sintonitzable continu té una banda de parada molt àmplia, que cobreix la segona i la tercera finestra de comunicació òptica (1 250 ~ 1800 nm), l’amplada d’ajust de la longitud d’ona és superior a 112 nm i la tensió d’accionament és tan baixa com 5 V.

Tecnologia de disseny i producció de MOEMS La majoria de la tecnologia de producció de MOEMS s’ha evolucionat directament a partir de la indústria IC i els seus estàndards de fabricació. Per tant, a MOEMS s’utilitzen la tecnologia de micromecanitzat corporal i de superfície i micromecanitzat de gran volum (HARM). Però hi ha altres reptes com la mida de la matriu, la uniformitat del material, la tecnologia tridimensional, la topografia superficial i el processament final, les irregularitats i la sensibilitat a la temperatura.