当开关阵列规模增大之后，继续采用二维光开关会面临光程增大、衰减增加、系统复杂、可靠性降低等问题，为了解决更大规模的传输，引入了三维光开关。三维光开关通过两组微镜阵列实现从N个输入到N个输出的光信号切换，通常来讲，需要2xN个微镜就能实现。