MOEMS é uma tecnologia emergente que se tornou uma das tecnologias mais populares do mundo. MOEMS é um sistema microeletromecânico (MEMS) que usa um sistema fotônico. Ele contém moduladores ópticos micro-mecânicos, interruptores ópticos micro-mecânicos, ICs e outros componentes e usa a miniaturização, multiplicidade e microeletrônica da tecnologia MEMS para alcançar a integração perfeita de dispositivos ópticos e elétricos. Simplificando, MOEMS é a maior integração de chips em nível de sistema. Em comparação com dispositivos opto-mecânicos de grande escala, PCB Os dispositivos MOEMS de design são menores, mais leves, mais rápidos (com maior frequência de ressonância) e podem ser produzidos em lotes. Comparado com o método de guia de ondas, este método de espaço livre tem as vantagens de menor perda de acoplamento e menor diafonia. As mudanças na fotônica e na tecnologia da informação promoveram diretamente o desenvolvimento do MOEMS. A Figura 1 mostra a relação entre microeletrônica, micromecânica, optoeletrônica, fibra óptica, MEMS e MOEMS. Hoje em dia, a tecnologia da informação está se desenvolvendo rapidamente e constantemente atualizada e, em 2010, a velocidade de abertura da luz pode chegar a Tb / s. As taxas de dados crescentes e os requisitos de equipamentos de nova geração de alto desempenho impulsionaram a demanda por MOEMS e interconexões ópticas, e a aplicação de dispositivos MOEMS de design de PCB no campo da optoeletrônica continua a crescer.

Análise de design de PCB e método de embalagem de dispositivos MOEMS

Dispositivos MOEMS de design de PCB e tecnologia Os dispositivos MOEMS de design de PCB são divididos em tipos de interferência, difração, transmissão e reflexão de acordo com seus princípios físicos de trabalho (consulte a Tabela 1), e a maioria deles usa dispositivos reflexivos. O MOEMS alcançou um desenvolvimento significativo nos últimos anos. Nos últimos anos, devido ao aumento na demanda por comunicação de alta velocidade e transmissão de dados, a pesquisa e o desenvolvimento da tecnologia MOEMS e seus dispositivos têm sido bastante estimulados. Os dispositivos MOEMS de design de PCB de luz refletida de baixa perda, baixa sensibilidade EMV e baixa diafonia e alta taxa de dados refletida foram desenvolvidos.

Hoje em dia, além de dispositivos simples, como atenuadores ópticos variáveis ​​(VOA), a tecnologia MOEMS também pode ser usada para produzir lasers emissores de superfície de cavidade vertical ajustável (VCSEL), moduladores ópticos, fotodetectores seletivos de comprimento de onda sintonizáveis ​​e outros dispositivos ópticos. Componentes e filtros ativos, interruptores ópticos, multiplexadores ópticos de adicionar / soltar de comprimento de onda programáveis ​​(OADM) e outros componentes ópticos passivos e conexões cruzadas ópticas em grande escala (OXC).

Na tecnologia da informação, uma das chaves para as aplicações ópticas são as fontes de luz comercializadas. Além das fontes de luz monolíticas (como fontes de radiação térmica, LEDs, LDs e VCSELs), as fontes de luz MOEMS com dispositivos ativos estão particularmente preocupadas. Por exemplo, em um VCSEL sintonizável, o comprimento de onda de emissão do ressonador pode ser alterado alterando o comprimento do ressonador por micromecânica, realizando assim a tecnologia WDM de alto desempenho. Atualmente, foram desenvolvidos um método de afinação de cantilever de suporte e uma estrutura móvel com um braço de suporte.

Os interruptores óticos MOEMS com espelhos móveis e matrizes de espelhos também foram desenvolvidos para a montagem de matrizes de interruptores OXC, paralelos e liga / desliga. A Figura 2 mostra um switch de fibra óptica MOEMS de espaço livre, que tem um par de atuadores cantilever em forma de U para o movimento lateral da fibra. Comparado com o switch de guia de onda tradicional, suas vantagens são menor perda de acoplamento e menor diafonia.

Um filtro óptico com uma ampla faixa de ajuste contínuo é um dispositivo muito importante em uma rede DWDM variável, e filtros MOEMS F_P usando vários sistemas de materiais foram desenvolvidos. Devido à flexibilidade mecânica do diafragma ajustável e ao comprimento efetivo da cavidade óptica, a faixa ajustável do comprimento de onda desses dispositivos é de apenas 70 nm. A empresa OpNext do Japão desenvolveu um filtro MOEMS F_P com uma largura ajustável recorde. O filtro é baseado na tecnologia MOEMS de múltiplos InP / entreferro. A estrutura vertical é composta por 6 camadas de diafragmas InP suspensos. O filme é uma estrutura circular e é sustentado por três ou quatro quadros de suspensão. Conexão de mesa de suporte retangular. Seu filtro F_P sintonizável contínuo tem uma banda de parada muito ampla, cobrindo a segunda e a terceira janelas de comunicação óptica (1 250 ~ 1800 nm), sua largura de sintonia de comprimento de onda é maior que 112 nm e a tensão de atuação é tão baixa quanto 5V.

Tecnologia de projeto e produção MOEMS A maior parte da tecnologia de produção MOEMS é diretamente desenvolvida a partir da indústria de IC e seus padrões de fabricação. Portanto, a tecnologia de micro-usinagem de corpo e superfície e de micro-usinagem de alto volume (HARM) são usadas em MOEMS. Mas existem outros desafios, como tamanho da matriz, uniformidade do material, tecnologia tridimensional, topografia de superfície e processamento final, irregularidade e sensibilidade à temperatura.