随着宽带业务的迅猛增长,数据中心的规模不断扩大,数据量及新的应用增长迅速,直接在光层完成信号的数据交换已成为趋势,而传统的交换设备已无法适应全光网络快速发展的需要。在这种情况下,全光交换技术中的核心光交叉连接（OXC）的重要性就日益显现,而光开关阵列是OXC中的关键器件。本文主要针对光交叉连接（OXC）中基于MEMS的光开关阵列设计展开研究,论文的主要内容包括以下几个方面:1.论文介绍了1×N的MEMS光开关的总体光路设计,介绍了MEMS芯片偏转角度的计算方法和设计思路,分析了反射光束的耦合理论和耦合效率。对MEMS芯片微反射镜的控制原理进行总结。最后分析了MEMS光开关切换过程中的干扰问题以及本设计中对无干扰点的自动选取方法。2.论文研究了拼接式光开关阵列的制作流程及工艺,并介绍了准直光学系统的准直方法。然后对硬件驱动电路总体框架和各功能模块进行了设计。最后设计了新的测试系统,包括搭建测试平台,设计测试方案,并给出了常规光学指标的测试结果,分析了改进方案。3.论文详述了基于N×N的MEMS光开关阵列的OXC模块光路设计和测试系统的设计。推导了三维MEMS光开关阵列的通道坐标计算公式,研究了输出通道与输入通道、芯片阵列A与芯片阵列B中微反射镜转角之间的关系。然后搭建测试系统,得出MEMS微反射镜转角与所加电压的关系曲线,进而得出输入输出端口与设置电压的对应关系。最后对MEMS芯片阵列的标定系统进行了设计分析,并设计详细的标定过程。本文的创新点包括对无干扰点的自动选取方法、MEMS芯片阵列测试系统的设计、MEMS芯片阵列标定系统的设计。