MOEMS – әлемдегі ең танымал технологиялардың біріне айналған дамып келе жатқан технология. MOEMS – бұл фотондық жүйені пайдаланатын микроэлектро-механикалық жүйе (MEMS). Ол микро-механикалық оптикалық модуляторларды, микро-механикалық оптикалық қосқыштарды, IC және басқа компоненттерді қамтиды және оптикалық құрылғылар мен электр құрылғыларының үздіксіз интеграциясына қол жеткізу үшін MEMS технологиясының миниатюризациясын, көптігін және микроэлектроникасын пайдаланады. Қарапайым тілмен айтқанда, MOEMS – бұл жүйелік деңгейдегі чиптерді одан әрі біріктіру. Ауқымды оптомеханикалық құрылғылармен салыстырғанда, ПХД дизайн MOEMS құрылғылары кішірек, жеңілірек, жылдамырақ (резонанс жиілігі жоғары) және партиялармен шығарылуы мүмкін. Толқынбағдарлама әдісімен салыстырғанда, бұл бос кеңістік әдісінің төменгі ілінісу жоғалуы және кішігірім айқастың артықшылығы бар. Фотоника мен ақпараттық технологиядағы өзгерістер MOEMS-тің дамуына тікелей ықпал етті. 1-суретте микроэлектроника, микромеханика, оптоэлектроника, талшықты оптика, MEMS және MOEMS арасындағы байланыс көрсетілген. Қазіргі уақытта ақпараттық технологиялар қарқынды дамып, үнемі жаңартылып отырады және 2010 жылға қарай жарықтың ашылу жылдамдығы Тб/с жетуі мүмкін. Деректер жылдамдығының жоғарылауы және өнімділігі жоғары жаңа буын жабдықтарына қойылатын талаптар MOEMS және оптикалық интерконнекттерге сұранысты арттырды, ал оптоэлектроника саласында ПХД дизайны MOEMS құрылғыларын қолдану өсуде.

MOEMS құрылғыларының ПХД дизайны және орау әдісін талдау

ПХД дизайны MOEMS құрылғылары және технологиясы ПХД конструкциясы MOEMS құрылғылары физикалық жұмыс принциптеріне сәйкес кедергі, дифракция, беріліс және шағылысу түрлеріне бөлінеді (1-кестені қараңыз) және олардың көпшілігі шағылыстыратын құрылғыларды пайдаланады. MOEMS соңғы бірнеше жылда айтарлықтай дамуға қол жеткізді. Соңғы жылдары жоғары жылдамдықты байланыс пен мәліметтерді тасымалдауға сұраныстың артуына байланысты MOEMS технологиясы мен оның құрылғыларын зерттеу және дамыту айтарлықтай ынталандырылды. Қажетті төмен жоғалту, төмен EMV сезімталдығы және төмен айқаспалы жоғары деректер жылдамдығын көрсететін жеңіл ПХД дизайны MOEMS құрылғылары әзірленді.

Қазіргі уақытта айнымалы оптикалық аттенюаторлар (VOA) сияқты қарапайым құрылғылардан басқа, MOEMS технологиясы реттелетін тік қуысты беттік сәуле шығаратын лазерлерді (VCSEL), оптикалық модуляторларды, реттелетін толқын ұзындығын таңдайтын фотодетекторларды және басқа да оптикалық құрылғыларды өндіру үшін пайдаланылуы мүмкін. Белсенді құрамдас бөліктер мен сүзгілер, оптикалық қосқыштар, бағдарламаланатын толқын ұзындығының оптикалық қосу/түсіру мультиплексорлары (OADM) және басқа оптикалық пассивті компоненттер және кең ауқымды оптикалық кросс-қосқыштар (OXC).

Ақпараттық технологияда оптикалық қолданбалардың кілттерінің бірі коммерциялық жарық көздері болып табылады. Монолитті жарық көздерінен басқа (мысалы, жылу сәулелену көздері, жарықдиодтар, LD және VCSEL) белсенді құрылғылары бар MOEMS жарық көздері ерекше алаңдатады. Мысалы, реттелетін VCSEL-де резонатордың сәулелену толқын ұзындығын микромеханика арқылы резонатордың ұзындығын өзгерту арқылы өзгертуге болады, осылайша жоғары өнімді WDM технологиясын жүзеге асыруға болады. Қазіргі уақытта тірек консольді баптау әдісі және тіреуіш қолы бар жылжымалы құрылым әзірленді.

Жылжымалы айналар мен айна массивтері бар MOEMS оптикалық қосқыштары OXC, параллельдеу және қосу/өшіру массивтерін құрастыру үшін де әзірленген. 2-суретте талшықтың бүйірлік қозғалысы үшін U-тәрізді консольдық жетектері бар бос кеңістіктегі MOEMS талшықты-оптикалық қосқышы көрсетілген. Дәстүрлі толқын өткізгіш қосқышпен салыстырғанда оның артықшылығы ілінісу жоғалтуының аздығы және азырақ айқаспалы байланыс болып табылады.

Үздіксіз реттелетін кең диапазоны бар оптикалық сүзгі айнымалы DWDM желісіндегі өте маңызды құрылғы болып табылады және әртүрлі материалдық жүйелерді пайдаланатын MOEMS F_P сүзгілері әзірленді. Реттелетін диафрагманың механикалық икемділігіне және тиімді оптикалық қуыстың ұзындығына байланысты бұл құрылғылардың толқын ұзындығының реттелетін диапазоны небәрі 70 нм. Жапонияның OpNext компаниясы рекордтық реттелетін ені бар MOEMS F_P сүзгісін әзірледі. Сүзгі бірнеше InP/ауа аралығы MOEMS технологиясына негізделген. Тік құрылым ілулі InP диафрагмаларының 6 қабатынан тұрады. Пленка дөңгелек құрылым болып табылады және оны үш немесе төрт суспензия жақтаулары ұстайды. Тікбұрышты тірек үстелінің қосылымы. Оның үздіксіз реттелетін F_P сүзгісі екінші және үшінші оптикалық байланыс терезелерін (1 250 ~ 1800 нм) қамтитын өте кең тоқтату жолағына ие, оның толқын ұзындығын реттеу ені 112 нм-ден үлкен және іске қосу кернеуі 5 В-қа дейін төмен.

MOEMS жобалау және өндіру технологиясы MOEMS өндіру технологиясының көпшілігі IC индустриясынан және оның өндіріс стандарттарынан тікелей дамыған. Сондықтан MOEMS-те дене мен бетті микро өңдеу және жоғары көлемді микро өңдеу (HARM) технологиясы қолданылады. Бірақ қалып өлшемі, материалдың біркелкілігі, үш өлшемді технология, жер бетінің топографиясы және соңғы өңдеу, біркелкі емес және температура сезімталдығы сияқты басқа да қиындықтар бар.