MOEMS es una tecnología emergente que se ha convertido en una de las tecnologías más populares del mundo. MOEMS es un sistema microelectromecánico (MEMS) que utiliza un sistema fotónico. Contiene moduladores ópticos micromecánicos, interruptores ópticos micromecánicos, circuitos integrados y otros componentes, y utiliza la miniaturización, la multiplicidad y la microelectrónica de la tecnología MEMS para lograr una integración perfecta de dispositivos ópticos y dispositivos eléctricos. En pocas palabras, MOEMS es la mayor integración de chips a nivel de sistema. En comparación con los dispositivos opto-mecánicos a gran escala, PCB Los dispositivos de diseño MOEMS son más pequeños, más ligeros, más rápidos (con mayor frecuencia de resonancia) y se pueden producir en lotes. En comparación con el método de guía de ondas, este método de espacio libre tiene las ventajas de una menor pérdida de acoplamiento y una menor diafonía. Los cambios en la fotónica y la tecnología de la información han promovido directamente el desarrollo de MOEMS. La Figura 1 muestra la relación entre microelectrónica, micromecánica, optoelectrónica, fibra óptica, MEMS y MOEMS. Hoy en día, la tecnología de la información se está desarrollando rápidamente y se actualiza constantemente, y para el 2010, la velocidad de apertura de la luz puede llegar a Tb / s. El aumento de las tasas de datos y los requisitos de equipos de nueva generación de mayor rendimiento han impulsado la demanda de MOEMS e interconexiones ópticas, y la aplicación de dispositivos MOEMS de diseño de PCB en el campo de la optoelectrónica sigue creciendo.

Diseño de PCB y análisis del método de empaquetado de dispositivos MOEMS

Diseño de PCB Dispositivos MOEMS y tecnología Diseño de PCB Los dispositivos MOEMS se dividen en tipos de interferencia, difracción, transmisión y reflexión de acuerdo con sus principios de funcionamiento físico (ver Tabla 1), y la mayoría de ellos utilizan dispositivos reflectantes. MOEMS ha logrado un desarrollo significativo en los últimos años. En los últimos años, debido al aumento de la demanda de transmisión de datos y comunicaciones de alta velocidad, se ha estimulado enormemente la investigación y el desarrollo de la tecnología MOEMS y sus dispositivos. Se han desarrollado los dispositivos MOEMS de diseño de PCB de luz reflejada de baja pérdida, baja sensibilidad EMV y baja diafonía y alta velocidad de datos requeridos.

Hoy en día, además de dispositivos simples como atenuadores ópticos variables (VOA), la tecnología MOEMS también se puede utilizar para producir láseres emisores de superficie de cavidad vertical sintonizable (VCSEL), moduladores ópticos, fotodetectores selectivos de longitud de onda sintonizable y otros dispositivos ópticos. Componentes activos y filtros, interruptores ópticos, multiplexores de adición / caída ópticos de longitud de onda programables (OADM) y otros componentes ópticos pasivos y conexiones cruzadas ópticas a gran escala (OXC).

En tecnología de la información, una de las claves de las aplicaciones ópticas son las fuentes de luz comercializadas. Además de las fuentes de luz monolíticas (como fuentes de radiación térmica, LED, LD y VCSEL), las fuentes de luz MOEMS con dispositivos activos están particularmente preocupadas. Por ejemplo, en un VCSEL sintonizable, la longitud de onda de emisión del resonador se puede cambiar cambiando la longitud del resonador mediante micromecánica, logrando así la tecnología WDM de alto rendimiento. En la actualidad, se ha desarrollado un método de sintonización en voladizo de soporte y una estructura móvil con un brazo de soporte.

Los interruptores ópticos MOEMS con espejos móviles y matrices de espejos también se han desarrollado para ensamblar matrices de interruptores OXC, en paralelo y de encendido / apagado. La Figura 2 muestra un interruptor de fibra óptica MOEMS de espacio libre, que tiene un par de actuadores en voladizo en forma de U para el movimiento lateral de la fibra. En comparación con el conmutador de guía de ondas tradicional, sus ventajas son una menor pérdida de acoplamiento y una menor diafonía.

Un filtro óptico con una amplia gama de ajustes continuos es un dispositivo muy importante en una red DWDM variable, y se han desarrollado filtros MOEMS F_P que utilizan varios sistemas de materiales. Debido a la flexibilidad mecánica del diafragma sintonizable y la longitud efectiva de la cavidad óptica, el rango de longitud de onda sintonizable de estos dispositivos es de solo 70 nm. La empresa japonesa OpNext ha desarrollado un filtro MOEMS F_P con un ancho sintonizable récord. El filtro se basa en la tecnología MOEMS múltiple InP / air gap. La estructura vertical está compuesta por 6 capas de diafragmas de InP suspendidos. La película es una estructura circular y está sostenida por tres o cuatro marcos de suspensión. Conexión mesa soporte rectangular. Su filtro F_P sintonizable continuo tiene una banda de parada muy ancha, que cubre la segunda y tercera ventanas de comunicación óptica (1 ~ 250 nm), su ancho de sintonización de longitud de onda es superior a 1800 nm y el voltaje de actuación es tan bajo como 112V.

Diseño y tecnología de producción de MOEMS La mayor parte de la tecnología de producción de MOEMS es una evolución directa de la industria de circuitos integrados y sus estándares de fabricación. Por lo tanto, en MOEMS se utilizan tecnologías de micromecanizado de cuerpo y superficie y micromecanizado de alto volumen (HARM). Pero existen otros desafíos como el tamaño de la matriz, la uniformidad del material, la tecnología tridimensional, la topografía de la superficie y el procesamiento final, las irregularidades y la sensibilidad a la temperatura.