随着光网络带宽需求的不断增长，DWDM技术在长距离光通信系统中迅速发展，每根光纤可以进行几百到上千个波长的传输，每个波长可承载10Gb/s以上的信号。以光束交换为核心的交换设备才能满足如此大容量的交换要求。在高速光传送网中，光交换设备逐渐成为限制网络通信速度的瓶颈，而基于微电子机械系统(MEMS)技术的光交叉连接设备被认为是未来高速光网络中节点设备的首选。因此，论文对MEMS的光交叉连接结构作了全面介绍，主要对三维MEMS的光交换器件结构进行了分析和设计，并对基于三维MEMS结构的光分插复用器在全光通信网中的应用进行了探讨。 论文主要包括以下内容：在MEMS的发展的基础上，介绍了MEMS技术特点和国内外研究和发展的现状，并分析了MEMS的研究前景，为MEMS的分析研究提供借鉴； 介绍了一维MEMS和二维MEMS结构及工作原理，说明了它们存在的缺点，分析了三维MEMS的结构，根据它的工作原理，讨论了它应用在高速光网络中的优势； 对反射镜进行了参数设计，分析了反射镜阵列的位置关系，推出了绕一轴转动和绕两轴转动的驱动电压与偏转角度的计算公式，给出了驱动电压计算方法和驱动电压图。 分析了反射镜的最大偏转角度和最大驱动电压，提出了反射镜建立光交叉连接和拆除连接时的动力学方程，得出了交换时延和恢复时延，还分析了反射镜运动过程中静电力矩的功率。 用三维MEMS结构的光交叉连接器构成了重构型的光分插复用器，分析它的工作原理，并根据它在全光网络中的位置，分析在全光通信网中应用； 最后对整个文章进行系统的总结，并对未来的发展提出了展望。