MOEMS on nouseva teknologia, josta on tullut yksi suosituimmista teknologioista maailmassa. MOEMS on mikroelektromekaaninen järjestelmä (MEMS), joka käyttää fotonijärjestelmää. Se sisältää mikromekaanisia optisia modulaattoreita, mikromekaanisia optisia kytkimiä, IC:itä ja muita komponentteja, ja se käyttää MEMS-tekniikan miniatyrisointia, moninaisuutta ja mikroelektroniikkaa saavuttaakseen optisten laitteiden ja sähkölaitteiden saumattoman integroinnin. Yksinkertaisesti sanottuna MOEMS on järjestelmätason sirujen lisäintegrointi. Verrattuna suuriin optomekaanisiin laitteisiin, PCB design MOEMS-laitteet ovat pienempiä, kevyempiä, nopeampia (korkeammalla resonanssitaajuudella) ja niitä voidaan valmistaa erissä. Aaltoputkimenetelmään verrattuna tämän vapaan tilan menetelmän etuna on pienempi kytkentähäviö ja pienempi ylikuuluminen. Fotoniikan ja tietotekniikan muutokset ovat suoraan edistäneet MOEMS:n kehitystä. Kuvassa 1 on esitetty mikroelektroniikan, mikromekaniikan, optoelektroniikan, kuituoptiikan, MEMS:n ja MOEMS:n välinen suhde. Nykyään tietotekniikka kehittyy nopeasti ja päivittyy jatkuvasti, ja vuoteen 2010 mennessä valon avautumisnopeus voi olla Tb/s. Kasvavat tiedonsiirtonopeudet ja tehokkaammat uuden sukupolven laitteet ovat kasvattaneet MOEMS- ja optisten liitäntälaitteiden kysyntää, ja PCB-suunnittelun MOEMS-laitteiden käyttö optoelektroniikan alalla jatkaa kasvuaan.

MOEMS-laitteiden piirilevysuunnittelu ja pakkausmenetelmäanalyysi

Piirilevysuunnittelu MOEMS-laitteet ja -tekniikka PCB-suunnittelu MOEMS-laitteet jaetaan fyysisten toimintaperiaatteidensa mukaan häiriö-, diffraktio-, transmissio- ja heijastustyyppeihin (katso taulukko 1), ja suurin osa niistä käyttää heijastavia laitteita. MOEMS on saavuttanut merkittävää kehitystä viime vuosina. Viime vuosina nopean viestinnän ja tiedonsiirron kysynnän kasvun vuoksi MOEMS-teknologian ja sen laitteiden tutkimus- ja kehitystyötä on kannustettu voimakkaasti. Vaaditut pienihäviöiset, alhainen EMV-herkkyys ja alhainen ylikuuluminen korkean tiedonsiirtonopeuden heijastuneen valon PCB-rakenteen MOEMS-laitteet on kehitetty.

Nykyään MOEMS-teknologialla voidaan valmistaa yksinkertaisten laitteiden, kuten muuttuvien optisten vaimentimien (VOA) lisäksi myös viritettävää pystysuoraa pintaa emittoivia lasereita (VCSEL), optisia modulaattoreita, viritettävän aallonpituusselektiivisiä valoilmaisimia ja muita optisia laitteita. Aktiiviset komponentit ja suodattimet, optiset kytkimet, ohjelmoitavat aallonpituiset optiset add/drop multiplekserit (OADM) ja muut passiiviset optiset komponentit ja laajamittaiset optiset ristikytkimet (OXC).

Tietotekniikassa yksi optisten sovellusten avaimista on kaupalliset valonlähteet. Monoliittisten valonlähteiden (kuten lämpösäteilyn lähteet, LEDit, LD:t ja VCSEL:t) lisäksi MOEMS-valonlähteet aktiivisilla laitteilla ovat erityisen tärkeitä. Esimerkiksi viritettävässä VCSEL:ssä resonaattorin emissioaallonpituutta voidaan muuttaa muuttamalla resonaattorin pituutta mikromekaniikan avulla, jolloin saadaan aikaan korkean suorituskyvyn WDM-tekniikka. Tällä hetkellä on kehitetty kannatinulokeviritysmenetelmä ja liikkuva rakenne tukivarrella.

MOEMS-optisia kytkimiä siirrettävillä peileillä ja peiliryhmillä on myös kehitetty OXC-, rinnakkais- ja on/off-kytkinryhmien kokoamiseen. Kuvassa 2 on vapaan tilan MOEMS-kuituoptinen kytkin, jossa on pari U-muotoisia uloketoimilaitteita kuidun sivuttaisliikettä varten. Perinteiseen aaltoputkikytkimeen verrattuna sen etuja ovat pienempi kytkentähäviö ja pienempi ylikuuluminen.

Optinen suodatin, jossa on laaja valikoima jatkuvasti säädettäviä, on erittäin tärkeä laite muuttuvassa DWDM-verkossa, ja MOEMS F_P -suodattimia on kehitetty erilaisilla materiaalijärjestelmillä. Viritettävän kalvon mekaanisen joustavuuden ja optisen ontelon tehokkaan pituuden ansiosta näiden laitteiden aallonpituussäädettävä alue on vain 70 nm. Japanilainen OpNext-yhtiö on kehittänyt MOEMS F_P -suodattimen, jolla on ennätysleveys viritettävä. Suodatin perustuu usean InP/air gap MOEMS -teknologiaan. Pystyrakenne koostuu 6 kerroksesta ripustettuja InP-kalvoja. Kalvo on pyöreä rakenne ja sitä tukee kolme tai neljä ripustuskehystä. Suorakulmainen tukipöytäliitäntä. Sen jatkuvasti viritettävässä F_P-suotimessa on erittäin leveä pysäytyskaista, joka kattaa toisen ja kolmannen optisen tietoliikenneikkunan (1 250 ~ 1800 112 nm), sen aallonpituuden viritysleveys on suurempi kuin 5 nm ja käyttöjännite on niinkin alhainen kuin XNUMX V.

MOEMS-suunnittelu- ja tuotantotekniikka Suurin osa MOEMS-tuotantoteknologiasta on kehitetty suoraan IC-teollisuudesta ja sen valmistusstandardeista. Siksi MOEMS:ssä käytetään rungon ja pinnan mikrotyöstöä ja HARM-tekniikkaa. Mutta on muitakin haasteita, kuten suuttimen koko, materiaalin tasaisuus, kolmiulotteinen tekniikka, pinnan topografia ja loppukäsittely, epätasaisuus ja lämpötilaherkkyys.