MOEMS je tehnologija u nastajanju koja je postala jedna od najpopularnijih tehnologija na svijetu. MOEMS je mikro-elektro-mehanički sustav (MEMS) koji koristi fotonski sustav. Sadrži mikromehaničke optičke modulatore, mikromehaničke optičke prekidače, IC-ove i druge komponente, te koristi minijaturizaciju, višestrukost i mikroelektroniku MEMS tehnologije kako bi se postigla besprijekorna integracija optičkih uređaja i električnih uređaja. Jednostavno rečeno, MOEMS je daljnja integracija čipova na razini sustava. U usporedbi s velikim opto-mehaničkim uređajima, PCB dizajn MOEMS uređaji su manji, lakši, brži (s višom rezonancijskom frekvencijom) i mogu se proizvoditi u serijama. U usporedbi s metodom valovoda, ova metoda slobodnog prostora ima prednosti nižeg gubitka veze i manjeg preslušavanja. Promjene u fotonici i informacijskoj tehnologiji izravno su potaknule razvoj MOEMS-a. Slika 1 prikazuje odnos između mikroelektronike, mikromehanike, optoelektronike, optičkih vlakana, MEMS-a i MOEMS-a. U današnje vrijeme informacijska tehnologija se ubrzano razvija i stalno se ažurira, a do 2010. godine brzina otvaranja svjetlosti može doseći Tb/s. Povećane brzine prijenosa podataka i zahtjevi za opremom nove generacije viših performansi potaknuli su potražnju za MOEMS-om i optičkim interkonekcijama, a primjena MOEMS uređaja dizajna PCB-a u području optoelektronike nastavlja rasti.

Analiza dizajna PCB-a i metoda pakiranja MOEMS uređaja

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

Danas se, osim jednostavnih uređaja kao što su varijabilni optički atenuatori (VOA), MOEMS tehnologija također može koristiti za proizvodnju podesivih lasera s vertikalnom šupljinom s površinskim emitiranjem (VCSEL), optičkih modulatora, selektivnih fotodetektora s podesivim valnim duljinama i drugih optičkih uređaja. Aktivne komponente i filteri, optički prekidači, programabilni optički multiplekseri dodavanja/ispuštanja valne duljine (OADM) i druge optičke pasivne komponente i optičke križne veze velikih razmjera (OXC).

U informacijskoj tehnologiji, jedan od ključeva optičkih aplikacija su komercijalizirani izvori svjetlosti. Uz monolitne izvore svjetlosti (kao što su izvori toplinskog zračenja, LED diode, LD i VCSEL), posebno su u pitanju MOEMS izvori svjetlosti s aktivnim uređajima. Na primjer, u podesivom VCSEL-u, valna duljina emisije rezonatora može se promijeniti promjenom duljine rezonatora mikromehanikom, čime se ostvaruje WDM tehnologija visokih performansi. Trenutno je razvijena metoda ugađanja konzole i pokretna konstrukcija s potpornom rukom.

MOEMS optički prekidači s pomičnim zrcalima i nizovima zrcala također su razvijeni za sklapanje OXC, paralelnih i sklopnih sklopova 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 usporedbi s tradicionalnim valovodnim prekidačem, njegove prednosti su manji gubici spajanja i manji preslušavanje.

Optički filtar sa širokim rasponom kontinuirano podesivih vrlo je važan uređaj u promjenjivoj DWDM mreži, a razvijeni su i MOEMS F_P filteri koji koriste različite materijalne sustave. Zbog mehaničke fleksibilnosti podesive dijafragme i učinkovite duljine optičke šupljine, raspon valne duljine ovih uređaja je samo 70 nm. Japanska tvrtka OpNext razvila je MOEMS F_P filter s rekordnom podesivom širinom. Filter se temelji na višestrukoj InP/zračnoj MOEMS tehnologiji. Vertikalna struktura se sastoji od 6 slojeva visećih InP dijafragmi. Film je kružne strukture i podržan je s tri ili četiri okvira za vješanje. Priključak pravokutnog potpornog stola. Njegov kontinuirani podesivi F_P filtar ima vrlo široku zaustavnu traku, pokrivajući drugi i treći optički komunikacijski prozor (1 250 ~ 1800 nm), širina ugađanja valne duljine je veća od 112 nm, a napon aktiviranja je čak 5 V.

MOEMS dizajn i proizvodna tehnologija Većina MOEMS proizvodne tehnologije izravno je evoluirala iz IC industrije i njenih proizvodnih standarda. Stoga se u MOEMS-u koriste mikro-obrada tijela i površine te tehnologija mikro-obrade velikog volumena (HARM). No, postoje i drugi izazovi kao što su veličina kalupa, ujednačenost materijala, trodimenzionalna tehnologija, površinska topografija i konačna obrada, neravnine i osjetljivost na temperaturu.