MOEMS یک فناوری نوظهور است که به یکی از محبوب ترین فناوری ها در جهان تبدیل شده است. MOEMS یک سیستم میکرو الکترومکانیکی (MEMS) است که از یک سیستم فوتونیک استفاده می کند. این شامل مدولاتورهای نوری میکرومکانیکی، سوئیچ‌های نوری میکرومکانیکی، آی‌سی‌ها و سایر اجزا است و از کوچک‌سازی، چندگانگی و میکروالکترونیک فناوری MEMS برای دستیابی به یکپارچه‌سازی یکپارچه دستگاه‌های نوری و دستگاه‌های الکتریکی استفاده می‌کند. به زبان ساده، MOEMS ادغام بیشتر تراشه های سطح سیستم است. در مقایسه با دستگاه های نوری مکانیکی در مقیاس بزرگ، PCB طراحی دستگاه‌های MOEMS کوچک‌تر، سبک‌تر، سریع‌تر (با فرکانس تشدید بالاتر) هستند و می‌توانند به صورت دسته‌ای تولید شوند. در مقایسه با روش موجبر، این روش فضای آزاد دارای مزایای تلفات کوپلینگ کمتر و تداخل کوچکتر است. تغییرات در فوتونیک و فناوری اطلاعات به طور مستقیم توسعه MOEMS را ارتقا داده است. شکل 1 رابطه بین میکروالکترونیک، میکرومکانیک، اپتوالکترونیک، فیبر نوری، MEMS و MOEMS را نشان می دهد. امروزه فناوری اطلاعات به سرعت در حال توسعه و به روز شدن است و تا سال 2010 سرعت باز شدن نور می تواند به Tb/s برسد. افزایش نرخ داده و نیاز به تجهیزات نسل جدید با کارایی بالاتر، تقاضا برای MOEMS و اتصالات نوری را افزایش داده است و کاربرد دستگاه های MOEMS طراحی PCB در زمینه الکترونیک نوری همچنان در حال رشد است.

طراحی PCB و تجزیه و تحلیل روش بسته بندی دستگاه های MOEMS

طراحی PCB دستگاه ها و فناوری MOEMS طراحی PCB دستگاه های MOEMS با توجه به اصول کار فیزیکی خود به انواع تداخل، پراش، انتقال و انعکاس تقسیم می شوند (جدول 1 را ببینید)، و بیشتر آنها از دستگاه های بازتابنده استفاده می کنند. MOEMS در چند سال گذشته به پیشرفت چشمگیری دست یافته است. در سال های اخیر با توجه به افزایش تقاضا برای ارتباطات پرسرعت و انتقال داده، تحقیق و توسعه فناوری MOEMS و دستگاه های آن بسیار تحریک شده است. اتلاف کم مورد نیاز، حساسیت EMV کم، و سرعت انتقال داده کم با سرعت بالای بازتاب نور PCB طراحی شده اند.

امروزه علاوه بر دستگاه‌های ساده مانند تضعیف‌کننده‌های نوری متغیر (VOA)، فناوری MOEMS همچنین می‌تواند برای تولید لیزرهای ساطع کننده سطح حفره عمودی قابل تنظیم (VCSEL)، مدولاتورهای نوری، آشکارسازهای نوری انتخابی با طول موج قابل تنظیم و سایر دستگاه‌های نوری استفاده شود. اجزای فعال و فیلترها، سوئیچ های نوری، مالتی پلکسرهای نوری با طول موج قابل برنامه ریزی اضافه/افت (OADM) و سایر اجزای غیرفعال نوری و اتصالات متقابل نوری در مقیاس بزرگ (OXC).

در فناوری اطلاعات، یکی از کلیدهای کاربردهای نوری، منابع نور تجاری است. علاوه بر منابع نوری یکپارچه (مانند منابع تابش حرارتی، LED، LD و VCSEL)، منابع نوری MOEMS با دستگاه‌های فعال به ویژه مورد توجه هستند. به عنوان مثال، در یک VCSEL قابل تنظیم، طول موج انتشار تشدید کننده را می توان با تغییر طول تشدید کننده توسط میکرومکانیک تغییر داد و در نتیجه فناوری WDM با کارایی بالا را تحقق بخشید. در حال حاضر، یک روش تنظیم کنسول پشتیبانی و یک سازه متحرک با بازوی پشتیبانی توسعه داده شده است.

سوئیچ های نوری MOEMS با آینه های متحرک و آرایه های آینه نیز برای مونتاژ آرایه های سوئیچ OXC، موازی و روشن/خاموش توسعه یافته اند. شکل 2 یک سوئیچ فیبر نوری MOEMS با فضای آزاد را نشان می دهد که دارای یک جفت محرک کنسول U شکل برای حرکت جانبی فیبر است. در مقایسه با سوئیچ موجبر سنتی، مزایای آن تلفات کوپلینگ کمتر و تداخل کوچکتر است.

یک فیلتر نوری با طیف گسترده ای از قابلیت تنظیم مداوم یک دستگاه بسیار مهم در یک شبکه DWDM متغیر است و فیلترهای MOEMS F_P با استفاده از سیستم های مواد مختلف توسعه یافته اند. با توجه به انعطاف‌پذیری مکانیکی دیافراگم قابل تنظیم و طول حفره نوری مؤثر، محدوده طول موج قابل تنظیم این دستگاه‌ها تنها 70 نانومتر است. شرکت ژاپنی OpNext یک فیلتر MOEMS F_P با پهنای قابل تنظیم رکورد توسعه داده است. این فیلتر مبتنی بر فناوری MOEMS چندگانه InP/Air Gap است. ساختار عمودی از 6 لایه دیافراگم InP معلق تشکیل شده است. این فیلم یک ساختار دایره ای است و توسط سه یا چهار قاب تعلیق پشتیبانی می شود. اتصال میز پشتیبانی مستطیلی. فیلتر F_P قابل تنظیم پیوسته آن دارای یک باند توقف بسیار گسترده است که پنجره‌های ارتباطی نوری دوم و سوم (1 تا 250 نانومتر) را پوشش می‌دهد، عرض تنظیم طول موج آن بیشتر از 1800 نانومتر است و ولتاژ تحریک آن به اندازه 112 ولت است.

فناوری طراحی و تولید MOEMS بیشتر فناوری تولید MOEMS به طور مستقیم از صنعت آی سی و استانداردهای ساخت آن تکامل یافته است. بنابراین در MOEMS از فناوری میکرو ماشینکاری بدنه و سطح و میکرو ماشینکاری با حجم بالا (HARM) استفاده می شود. اما چالش های دیگری مانند اندازه قالب، یکنواختی مواد، فناوری سه بعدی، توپوگرافی سطح و پردازش نهایی، ناهمواری و حساسیت دما وجود دارد.