基于镜面的MEMS二维器件由一种受静电控制的二维微小镜面阵列组成，并安装在机械底座上。典型的尺寸是10cm。准直光束和旋转微镜构成多端口光开关。其原理如图1所示。而对于光网络业务的交换和恢复，基于旋转铰接微镜的光开关是一种最好的选择，因为对于这样的应用，光开关不需要经常变换（甚至一个微镜处于一个状态可能一年多也不会发生变化）。而且，亚毫秒的开关时间也能很好地适应于全光网的业务提供和恢复。
二维MEMS的空间微调旋转镜通过表面微机械制造技术单片集成在硅基底上，准直光通过微镜的适当旋转被接到适当的输出端。微镜的结构和控制如图2所示，微铰链把微镜铰接在硅基底上，微镜两边有两个推杆，推杆一端连接微镜铰接点，另一端连接平移盘铰接点。转换状态通过SDA调节器（Scratch Drive Actuator）调节平移盘使微镜发生转动，当微镜为水平时，可使光束通过该微镜，当微镜旋转到与硅基底垂直时，它将反射入射到它表面的光束，从而使该光束从该微镜对应的输出端口输出。
二维MEMS需要N2个微镜来完成N2个自由空间的光交叉连接，其控制电路较简单，由TTL驱动器和电压变换器来提供微镜所需的电压。开关矩阵的规模可以扩展到上千个端口。
三维MEMS（图3）的镜面能向任何方向偏转，这些阵列通常是成对出现，输入光线到达第一个阵列镜面上被反射到第二个阵列的镜面上，然后光线被反射到输出端口。镜面的位置要控制得非常精确，达到百万分之一度。三维MEMS阵列可能是大型交叉连接的正确选择，特别是当波长带同时从一根光纤交换到另一根光纤上。
三维MEMS主要靠两个N微镜阵列完成两个光纤阵列的光波空间连接，每个微镜都有多个可能的位置。由于MEMS光开关是靠镜面转动来实现交换，所以任何机械摩擦、磨损或震动都可能损坏光开关。
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光开关