MOEMS ir jauna tehnoloģija, kas ir kļuvusi par vienu no populārākajām tehnoloģijām pasaulē. MOEMS ir mikroelektromehāniskā sistēma (MEMS), kurā tiek izmantota fotoniskā sistēma. Tas satur mikromehāniskos optiskos modulatorus, mikromehāniskos optiskos slēdžus, IC un citus komponentus, un izmanto MEMS tehnoloģijas miniaturizāciju, daudzveidību un mikroelektroniku, lai panāktu optisko ierīču un elektrisko ierīču netraucētu integrāciju. Vienkārši sakot, MOEMS ir sistēmas līmeņa mikroshēmu turpmāka integrācija. Salīdzinot ar liela mēroga optomehāniskām ierīcēm, PCB dizaina MOEMS ierīces ir mazākas, vieglākas, ātrākas (ar augstāku rezonanses frekvenci), un tās var ražot partijās. Salīdzinot ar viļņvada metodi, šai brīvās vietas metodei ir mazākas savienojuma zudumu un mazākas šķērsrunas priekšrocības. Izmaiņas fotonikā un informācijas tehnoloģijās ir tieši veicinājušas MOEMS attīstību. 1. attēlā parādīta saistība starp mikroelektroniku, mikromehāniku, optoelektroniku, optisko šķiedru, MEMS un MOEMS. Mūsdienās informācijas tehnoloģijas strauji attīstās un pastāvīgi tiek atjauninātas, un līdz 2010. gadam gaismas atvēršanās ātrums var sasniegt Tb/s. Pieaugošais datu pārraides ātrums un prasības pēc augstākas veiktspējas jaunās paaudzes iekārtām ir veicinājušas pieprasījumu pēc MOEMS un optiskajiem starpsavienojumiem, un PCB dizaina MOEMS ierīču pielietojums optoelektronikas jomā turpina pieaugt.

MOEMS ierīču PCB projektēšanas un iepakošanas metodes analīze

PCB dizains MOEMS ierīces un tehnoloģija PCB dizaina MOEMS ierīces pēc to fiziskajiem darbības principiem iedala traucējumu, difrakcijas, pārraides un atstarošanas tipos (sk. 1. tabulu), un lielākā daļa no tām izmanto atstarojošās ierīces. MOEMS pēdējos gados ir sasniegusi ievērojamu attīstību. Pēdējos gados, pieaugot pieprasījumam pēc ātrgaitas sakariem un datu pārraides, MOEMS tehnoloģiju un to ierīču izpēte un attīstība ir ļoti stimulēta. Ir izstrādātas nepieciešamās zema zuduma, zemas EMV jutības un zema šķērsruna ar augstu datu pārraides ātruma atstarotās gaismas PCB konstrukcijas MOEMS ierīces.

Mūsdienās papildus vienkāršām ierīcēm, piemēram, mainīgiem optiskajiem vājinātājiem (VOA), MOEMS tehnoloģiju var izmantot arī, lai ražotu noskaņojamus vertikālās dobuma virsmas izstarojošos lāzerus (VCSEL), optiskos modulatorus, regulējamā viļņa garuma selektīvos fotodetektorus un citas optiskās ierīces. Aktīvie komponenti un filtri, optiskie slēdži, programmējami viļņa garuma optiskie pievienošanas/nomešanas multipleksori (OADM) un citi optiski pasīvie komponenti un liela mēroga optiskie šķērssavienojumi (OXC).

Informācijas tehnoloģijās viens no optisko lietojumu atslēgām ir komercializēti gaismas avoti. Papildus monolītajiem gaismas avotiem (piemēram, termiskā starojuma avotiem, LED, LD un VCSEL) īpaši svarīgi ir MOEMS gaismas avoti ar aktīvām ierīcēm. Piemēram, noskaņojamā VCSEL rezonatora emisijas viļņa garumu var mainīt, mainot rezonatora garumu ar mikromehāniku, tādējādi realizējot augstas veiktspējas WDM tehnoloģiju. Šobrīd ir izstrādāta atbalsta konsoles skaņošanas metode un kustīga konstrukcija ar atbalsta sviru.

MOEMS optiskie slēdži ar kustīgiem spoguļiem un spoguļu blokiem ir izstrādāti arī OXC, paralēlo un ieslēgšanas/izslēgšanas slēdžu bloku montāžai. 2. attēlā parādīts brīvas vietas MOEMS optiskās šķiedras slēdzis, kuram ir pāris U-veida konsoles izpildmehānismi šķiedras sānu kustībai. Salīdzinot ar tradicionālo viļņvada slēdzi, tā priekšrocības ir mazāki savienojuma zudumi un mazāka šķērsruna.

Optiskais filtrs ar plašu nepārtraukti regulējamu klāstu ir ļoti svarīga iekārta mainīgā DWDM tīklā, un ir izstrādāti MOEMS F_P filtri, izmantojot dažādas materiālu sistēmas. Noskaņojamās diafragmas mehāniskās elastības un efektīvā optiskā dobuma garuma dēļ šo ierīču viļņa garuma regulējamais diapazons ir tikai 70 nm. Japānas uzņēmums OpNext ir izstrādājis MOEMS F_P filtru ar rekordlielu regulējamu platumu. Filtrs ir balstīts uz vairāku InP/gaisa spraugas MOEMS tehnoloģiju. Vertikālā struktūra sastāv no 6 piekārtu InP diafragmu slāņiem. Plēve ir apļveida struktūra, un to atbalsta trīs vai četri piekares rāmji. Taisnstūra atbalsta galda savienojums. Tā nepārtraukti noskaņojamajam F_P filtram ir ļoti plaša apturēšanas josla, kas aptver otro un trešo optiskās komunikācijas logu (1 250 ~ 1800 nm), tā viļņa garuma regulēšanas platums ir lielāks par 112 nm, un iedarbināšanas spriegums ir tik zems kā 5 V.

MOEMS projektēšanas un ražošanas tehnoloģija Lielākā daļa MOEMS ražošanas tehnoloģiju ir tieši attīstījusies no IC nozares un tās ražošanas standartiem. Tāpēc MOEMS tiek izmantota korpusa un virsmas mikroapstrādes un liela apjoma mikroapstrādes (HARM) tehnoloģija. Taču ir arī citi izaicinājumi, piemēram, presformas izmērs, materiāla viendabīgums, trīsdimensiju tehnoloģija, virsmas topogrāfija un galīgā apstrāde, nevienmērība un temperatūras jutība.