MOEMS este o tehnologie în curs de dezvoltare care a devenit una dintre cele mai populare tehnologii din lume. MOEMS este un sistem micro-electro-mecanic (MEMS) care utilizează un sistem fotonic. Conține modulatori optici micro-mecanici, comutatoare optice micro-mecanice, circuite integrate și alte componente și utilizează miniaturizarea, multiplicitatea și microelectronica tehnologiei MEMS pentru a realiza o integrare perfectă a dispozitivelor optice și a dispozitivelor electrice. Mai simplu spus, MOEMS este integrarea ulterioară a cipurilor la nivel de sistem. În comparație cu dispozitivele opto-mecanice la scară largă, PCB Dispozitivele MOEMS de proiectare sunt mai mici, mai ușoare, mai rapide (cu frecvență de rezonanță mai mare) și pot fi produse în loturi. În comparație cu metoda ghidului de undă, această metodă de spațiu liber are avantajele pierderii de cuplare mai mici și diafoniei mai mici. Schimbările din fotonica și tehnologia informației au promovat direct dezvoltarea MOEMS. Figura 1 prezintă relația dintre microelectronică, micromecanică, optoelectronică, fibră optică, MEMS și MOEMS. În zilele noastre, tehnologia informației se dezvoltă rapid și actualizată constant, iar până în 2010, viteza de deschidere a luminii poate atinge Tb/s. Creșterea ratelor de date și cerințele de echipamente de nouă generație de performanță mai ridicată au determinat cererea de MOEMS și interconexiuni optice, iar aplicarea dispozitivelor MOEMS cu design PCB în domeniul optoelectronică continuă să crească.

Proiectarea PCB și analiza metodei de ambalare a dispozitivelor MOEMS

Dispozitive și tehnologie MOEMS cu design PCB Dispozitivele MOEMS cu design PCB sunt împărțite în tipuri de interferență, difracție, transmisie și reflexie în funcție de principiile lor fizice de funcționare (a se vedea tabelul 1), iar majoritatea dintre ele folosesc dispozitive reflectorizante. MOEMS a înregistrat o dezvoltare semnificativă în ultimii câțiva ani. În ultimii ani, datorită creșterii cererii pentru comunicații de mare viteză și transmisie de date, cercetarea și dezvoltarea tehnologiei MOEMS și a dispozitivelor sale au fost foarte stimulate. Au fost dezvoltate dispozitivele MOEMS cu pierderi reduse, sensibilitate EMV scăzută și diafonie scăzută, cu rată mare de date reflectată, cu design PCB.

În zilele noastre, pe lângă dispozitivele simple, cum ar fi atenuatoarele optice variabile (VOA), tehnologia MOEMS poate fi utilizată și pentru a produce lasere cu emisie de suprafață cu cavitate verticală reglabile (VCSEL), modulatoare optice, fotodetectoare selective cu lungime de undă reglabilă și alte dispozitive optice. Componente și filtre active, comutatoare optice, multiplexoare optice de adăugare/scădere cu lungime de undă programabilă (OADM) și alte componente optice pasive și conexiuni optice la scară largă (OXC).

În tehnologia informației, una dintre cheile aplicațiilor optice sunt sursele de lumină comercializate. Pe lângă sursele de lumină monolitice (cum ar fi sursele de radiații termice, LED-urile, LD-urile și VCSEL-urile), sursele de lumină MOEMS cu dispozitive active sunt deosebit de preocupate. De exemplu, într-un VCSEL reglabil, lungimea de undă de emisie a rezonatorului poate fi modificată prin schimbarea lungimii rezonatorului prin micromecanică, realizând astfel o tehnologie WDM de înaltă performanță. În prezent, au fost dezvoltate o metodă de reglare în consolă de sprijin și o structură mobilă cu un braț de sprijin.

Comutatoarele optice MOEMS cu oglinzi mobile și rețele de oglinzi au fost, de asemenea, dezvoltate pentru asamblarea OXC, paralele și rețele de comutatoare pornit/oprit. Figura 2 prezintă un comutator de fibră optică MOEMS în spațiu liber, care are o pereche de dispozitive de acționare în consolă în formă de U pentru mișcarea laterală a fibrei. În comparație cu comutatorul tradițional cu ghid de undă, avantajele sale sunt pierderea de cuplare mai mică și diafonia mai mică.

Un filtru optic cu o gamă largă de reglabile continuu este un dispozitiv foarte important într-o rețea DWDM variabilă, iar filtrele MOEMS F_P care utilizează diverse sisteme de materiale au fost dezvoltate. Datorită flexibilității mecanice a diafragmei reglabile și a lungimii efective a cavității optice, intervalul de reglare a lungimii de undă a acestor dispozitive este de numai 70 nm. Compania japoneza OpNext a dezvoltat un filtru MOEMS F_P cu o lățime record reglabilă. Filtrul se bazează pe tehnologia MOEMS InP/air gap multiple. Structura verticală este compusă din 6 straturi de diafragme InP suspendate. Filmul este o structură circulară și este susținut de trei sau patru rame de suspensie. Conexiune pentru masa suport dreptunghiulara. Filtrul său F_P reglabil continuu are o bandă de oprire foarte largă, care acoperă a doua și a treia fereastră de comunicație optică (1 250 ~ 1800 nm), lățimea de reglare a lungimii de undă este mai mare de 112 nm, iar tensiunea de acționare este de până la 5V.

Tehnologia de proiectare și producție MOEMS Majoritatea tehnologiei de producție MOEMS sunt evoluate direct din industria IC și standardele sale de producție. Prin urmare, în MOEMS sunt utilizate tehnologia de micro-prelucrare a corpului și a suprafeței și micro-prelucrare în volum mare (HARM). Dar există și alte provocări, cum ar fi dimensiunea matriței, uniformitatea materialului, tehnologia tridimensională, topografia suprafeței și prelucrarea finală, denivelările și sensibilitatea la temperatură.