MOEMS არის განვითარებადი ტექნოლოგია, რომელიც გახდა ერთ-ერთი ყველაზე პოპულარული ტექნოლოგია მსოფლიოში. MOEMS არის მიკროელექტრომექანიკური სისტემა (MEMS), რომელიც იყენებს ფოტონიკურ სისტემას. იგი შეიცავს მიკრომექანიკურ ოპტიკურ მოდულატორებს, მიკრომექანიკურ ოპტიკურ გადამრთველებს, IC-ებს და სხვა კომპონენტებს და იყენებს MEMS ტექნოლოგიის მინიატურიზაციას, სიმრავლესა და მიკროელექტრონიკას ოპტიკური მოწყობილობებისა და ელექტრო მოწყობილობების უწყვეტი ინტეგრაციის მისაღწევად. მარტივად რომ ვთქვათ, MOEMS არის სისტემის დონის ჩიპების შემდგომი ინტეგრაცია. ფართომასშტაბიან ოპტომექანიკურ მოწყობილობებთან შედარებით, PCB დიზაინის MOEMS მოწყობილობები უფრო მცირეა, მსუბუქია, უფრო სწრაფი (უფრო მაღალი რეზონანსული სიხშირით) და შეიძლება დამზადდეს პარტიაში. ტალღის გზამკვლევის მეთოდთან შედარებით, ამ თავისუფალი სივრცის მეთოდს აქვს უპირატესობები შეწყვილების დაკარგვისა და მცირე ჯვარედინის უპირატესობით. ფოტონიკისა და საინფორმაციო ტექნოლოგიების ცვლილებებმა პირდაპირ შეუწყო ხელი MOEMS-ის განვითარებას. სურათი 1 გვიჩვენებს ურთიერთობას მიკროელექტრონიკას, მიკრომექანიკას, ოპტოელექტრონიკას, ბოჭკოვანი ოპტიკას, MEMS-სა და MOEMS-ს შორის. დღესდღეობით ინფორმაციული ტექნოლოგიები სწრაფად ვითარდება და მუდმივად ახლდება და 2010 წლისთვის სინათლის გახსნის სიჩქარემ შეიძლება მიაღწიოს ტბ/წმ-ს. მონაცემთა სიჩქარის ზრდამ და ახალი თაობის აღჭურვილობის უფრო მაღალი ხარისხის მოთხოვნებმა გამოიწვია მოთხოვნა MOEMS-ზე და ოპტიკურ კავშირებზე, ხოლო PCB დიზაინის MOEMS მოწყობილობების გამოყენება ოპტოელექტრონიკის სფეროში აგრძელებს ზრდას.

PCB დიზაინი და MOEMS მოწყობილობების შეფუთვის მეთოდის ანალიზი

PCB დიზაინი MOEMS მოწყობილობები და ტექნოლოგია PCB დიზაინი MOEMS მოწყობილობები იყოფა ჩარევის, დიფრაქციის, გადაცემის და ასახვის ტიპებად მათი ფიზიკური მუშაობის პრინციპების მიხედვით (იხ. ცხრილი 1) და მათი უმეტესობა იყენებს ამრეკლავ მოწყობილობებს. MOEMS-მა მიაღწია მნიშვნელოვან განვითარებას ბოლო რამდენიმე წლის განმავლობაში. ბოლო წლებში, მაღალსიჩქარიანი კომუნიკაციისა და მონაცემთა გადაცემის მოთხოვნის გაზრდის გამო, MOEMS ტექნოლოგიისა და მისი მოწყობილობების კვლევა-განვითარება მნიშვნელოვნად გააქტიურდა. საჭირო დაბალი დანაკარგი, დაბალი EMV მგრძნობელობა და დაბალი მონაცემთა გადაცემის მაღალი სიხშირე, რომელიც აისახება სინათლის შუქზე PCB დიზაინის MOEMS მოწყობილობები.

დღესდღეობით, გარდა მარტივი მოწყობილობებისა, როგორიცაა ცვლადი ოპტიკური ატენუატორები (VOA), MOEMS ტექნოლოგია ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას რეგულირებადი ვერტიკალური ღრუს ზედაპირის გამოსხივების ლაზერების (VCSEL), ოპტიკური მოდულატორების, რეგულირებადი ტალღის სიგრძის შერჩევითი ფოტოდეტექტორების და სხვა ოპტიკური მოწყობილობების დასამზადებლად. აქტიური კომპონენტები და ფილტრები, ოპტიკური გადამრთველები, პროგრამირებადი ტალღის სიგრძის ოპტიკური დამატება/ჩაშვების მულტიპლექსატორები (OADM) და სხვა ოპტიკური პასიური კომპონენტები და ფართომასშტაბიანი ოპტიკური ჯვარედინი კავშირები (OXC).

საინფორმაციო ტექნოლოგიებში, ოპტიკური აპლიკაციების ერთ-ერთი გასაღები არის კომერციული სინათლის წყაროები. მონოლითური სინათლის წყაროების გარდა (როგორიცაა თერმული გამოსხივების წყაროები, LED-ები, LD-ები და VCSEL-ები), განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია MOEMS სინათლის წყაროები აქტიური მოწყობილობებით. მაგალითად, რეგულირებადი VCSEL-ში, რეზონატორის ემისიის ტალღის სიგრძე შეიძლება შეიცვალოს რეზონატორის სიგრძის შეცვლით მიკრომექანიკით, რითაც განხორციელდება მაღალი ხარისხის WDM ტექნოლოგია. ამჟამად შემუშავებულია საყრდენი კონსოლის რეგულირების მეთოდი და მოძრავი სტრუქტურა საყრდენი მკლავით.

MOEMS ოპტიკური გადამრთველები მოძრავი სარკეებით და სარკის მასივებით ასევე შემუშავებულია OXC, პარალელური და ჩართვა/გამორთვის გადამრთველი მასივების ასაწყობად. ნახაზი 2 გვიჩვენებს თავისუფალი სივრცის MOEMS ოპტიკურ-ბოჭკოვანი გადამრთველს, რომელსაც აქვს წყვილი U- ფორმის კონსოლური აქტივატორი ბოჭკოს გვერდითი გადაადგილებისთვის. ტრადიციულ ტალღის გადამრთველთან შედარებით, მისი უპირატესობებია დაწყვილების დაბალი დანაკარგი და მცირე ჯვარი.

ოპტიკური ფილტრი მუდმივად რეგულირებადი ფართო სპექტრით არის ძალიან მნიშვნელოვანი მოწყობილობა ცვლადი DWDM ქსელში და შემუშავებულია MOEMS F_P ფილტრები სხვადასხვა მატერიალური სისტემების გამოყენებით. რეგულირებადი დიაფრაგმის მექანიკური მოქნილობისა და ეფექტური ოპტიკური ღრუს სიგრძის გამო, ამ მოწყობილობების ტალღის სიგრძის რეგულირებადი დიაპაზონი არის მხოლოდ 70 ნმ. იაპონურმა OpNext-მა შეიმუშავა MOEMS F_P ფილტრი რეკორდული რეგულირებადი სიგანით. ფილტრი დაფუძნებულია მრავალჯერადი InP/air gap MOEMS ტექნოლოგიაზე. ვერტიკალური სტრუქტურა შედგება შეჩერებული InP დიაფრაგმის 6 ფენისგან. ფილმი არის წრიული სტრუქტურა და მხარს უჭერს სამი ან ოთხი შეჩერების ჩარჩოს. მართკუთხა საყრდენი მაგიდის კავშირი. მის უწყვეტ რეგულირებად F_P ფილტრს აქვს ძალიან ფართო გაჩერების ზოლი, რომელიც ფარავს მეორე და მესამე ოპტიკურ საკომუნიკაციო ფანჯრებს (1 250 ~ 1800 ნმ), მისი ტალღის სიგრძის რეგულირების სიგანე 112 ნმ-ზე მეტია და აქტივაციის ძაბვა არის 5 ვ-მდე.

MOEMS დიზაინისა და წარმოების ტექნოლოგია MOEMS-ის წარმოების ტექნოლოგიის უმეტესობა პირდაპირ არის ევოლუცია IC ინდუსტრიიდან და მისი წარმოების სტანდარტებიდან. ამიტომ, MOEMS-ში გამოიყენება სხეულის და ზედაპირის მიკრო-დამუშავების და მაღალი მოცულობის მიკრო-დამუშავების ტექნოლოგია (HARM). მაგრამ არსებობს სხვა გამოწვევები, როგორიცაა საყრდენი ზომა, მასალის ერთგვაროვნება, სამგანზომილებიანი ტექნოლოგია, ზედაპირის ტოპოგრაფია და საბოლოო დამუშავება, უთანასწორობა და ტემპერატურის მგრძნობელობა.