MOEMS היא טכנולוגיה מתפתחת שהפכה לאחת הטכנולוגיות הפופולריות ביותר בעולם. MOEMS היא מערכת מיקרו-אלקטרו-מכנית (MEMS) המשתמשת במערכת פוטונית. הוא מכיל מאפננים אופטיים מיקרו-מכניים, מתגים אופטיים מיקרו-מכניים, ICs ורכיבים אחרים, ומשתמש במזעור, ריבוי ומיקרו-אלקטרוניקה של טכנולוגיית MEMS כדי להשיג אינטגרציה חלקה של התקנים אופטיים והתקנים חשמליים. במילים פשוטות, MOEMS הוא שילוב נוסף של שבבים ברמת המערכת. בהשוואה למכשירים אופטו-מכניים בקנה מידה גדול, PCB עיצוב התקני MOEMS הם קטנים יותר, קלים יותר, מהירים יותר (עם תדר תהודה גבוה יותר), וניתן לייצר אותם בקבוצות. בהשוואה לשיטת מוליך הגל, לשיטת שטח פנוי זו יש את היתרונות של אובדן צימוד נמוך יותר והצלבה קטנה יותר. השינויים בפוטוניקה וטכנולוגיית המידע קידמו ישירות את הפיתוח של MOEMS. איור 1 מציג את הקשר בין מיקרו-אלקטרוניקה, מיקרו-מכניקה, אופטו-אלקטרוניקה, סיבים אופטיים, MEMS ו-MOEMS. כיום, טכנולוגיית המידע מתפתחת במהירות ומתעדכנת כל הזמן, ועד שנת 2010, מהירות פתיחת האור יכולה להגיע ל-Tb/s. הגדלת קצבי הנתונים ודרישות הציוד מהדור החדש עם ביצועים גבוהים יותר הניעו את הביקוש ל-MOEMS ולחיבורים אופטיים, והיישום של התקני MOEMS בעיצוב PCB בתחום האלקטרואופטי ממשיך לגדול.

עיצוב PCB וניתוח שיטות אריזה של התקני MOEMS

עיצוב PCB התקני MOEMS וטכנולוגיה עיצוב PCB התקני MOEMS מחולקים לסוגי הפרעות, עקיפה, שידור והשתקפות בהתאם לעקרונות העבודה הפיזיים שלהם (ראה טבלה 1), ורובם משתמשים בהתקנים רפלקטיביים. MOEMS השיגה התפתחות משמעותית בשנים האחרונות. בשנים האחרונות, עקב העלייה בביקוש לתקשורת והעברת נתונים במהירות גבוהה, התעוררו מאוד המחקר והפיתוח של טכנולוגיית MOEMS ומכשיריה. פותחו התקני ה-MOEMS בעיצוב ה-PCB של האובדן הנמוך הנדרש, רגישות EMV נמוכה וקצב נתונים גבוה של דיבור מעבר נמוך.

כיום, בנוסף להתקנים פשוטים כגון מנחתים אופטיים משתנים (VOA), ניתן להשתמש בטכנולוגיית MOEMS גם לייצור לייזרים פולטי משטח חלל אנכי (VCSEL), מאפננים אופטיים, גלאי צילום סלקטיביים באורך גל מתכווננים והתקנים אופטיים אחרים. רכיבים ומסננים אקטיביים, מתגים אופטיים, מרבבי הוספה/ירידה אופטיים (OADM) ניתנים לתכנות ורכיבים פסיביים אופטיים אחרים וחיבורים אופטיים בקנה מידה גדול (OXC).

בטכנולוגיית המידע, אחד המפתחות ליישומים אופטיים הוא מקורות אור ממוסחרים. בנוסף למקורות אור מונוליטיים (כגון מקורות קרינה תרמית, נוריות LED, LDs ו-VCSELs), מקורות אור MOEMS עם התקנים פעילים מודאגים במיוחד. לדוגמה, ב-VCSEL שניתן לכוונן, ניתן לשנות את אורך גל הפליטה של ​​המהוד על ידי שינוי אורך המהוד על ידי מיקרו-מכניקה, ובכך לממש טכנולוגיית WDM בעלת ביצועים גבוהים. כיום פותחו שיטת כוונון שלוחה תמיכה ומבנה נייד עם זרוע תומכת.

מתגים אופטיים של MOEMS עם מראות ניתנות להזזה ומערכי מראה פותחו גם להרכבת מערכי מתגי OXC, מקבילים וכיבוי. איור 2 מציג מתג סיב אופטי של MOEMS עם חלל פנוי, בעל זוג מפעילים שלוחים בצורת U לתנועה צידית של הסיב. בהשוואה למתג מוליך הגל המסורתי, היתרונות שלו הם אובדן צימוד נמוך יותר והצלבה קטנה יותר.

מסנן אופטי עם מגוון רחב של מתכווננות ברציפות הוא מכשיר חשוב מאוד ברשת DWDM משתנה, ופותחו מסנני MOEMS F_P המשתמשים במערכות חומרים שונות. בשל הגמישות המכנית של הסרעפת הניתנת לכוונון ואורך החלל האופטי היעיל, טווח אורך הגל המתכוונן של מכשירים אלה הוא 70 ננומטר בלבד. חברת OpNext היפנית פיתחה מסנן MOEMS F_P עם רוחב שיא שניתן לכוונן. המסנן מבוסס על טכנולוגיית MOEMS מרובת InP/air gap. המבנה האנכי מורכב מ-6 שכבות של דיאפרגמות InP תלויות. הסרט הוא מבנה עגול ונתמך על ידי שלוש או ארבע מסגרות מתלה. חיבור שולחן תמיכה מלבני. למסנן F_P המתכוונן הרציף שלו יש פס עצירה רחב מאוד, המכסה את חלונות התקשורת האופטית השנייה והשלישית (1 250 ~ 1800 ננומטר), רוחב כוונון אורך הגל שלו גדול מ-112 ננומטר, ומתח ההפעלה נמוך עד 5V.

טכנולוגיית התכנון והייצור של MOEMS רוב טכנולוגיית הייצור של MOEMS התפתחה ישירות מתעשיית ה-IC ותקני הייצור שלה. לכן, ב-MOEMS נעשה שימוש בטכנולוגיית מיקרו-עיבוד גוף ומשטח וטכנולוגיית מיקרו-עיבוד בנפח גבוה (HARM). אבל ישנם אתגרים נוספים כמו גודל התבנית, אחידות החומר, טכנולוגיית תלת מימד, טופוגרפיה פני השטח ועיבוד סופי, חוסר אחידות ורגישות לטמפרטורה.