全光开关是全光通信网络中光交换的核心器件，是实现快速、透明和无阻塞光信息交换的关键，也是光计算和光互联的基础器件。随着光通信技术发展，对高性能光开关的需求越来越迫切，国内外学者对此进行了大量的研究。半导体多量子阱中的电子自旋弛豫时间为ps量级，激子共振吸收饱和表现出较强的光学非线性，这两种特性可以用来实现超快全光偏振开关。我们深入研究了InGaAs/InP 多量子阱的电子自旋弛豫机制，激子吸收饱和机制包括相空间填充、库伦屏蔽和碰撞展宽，并采用五能级模型模拟泵浦-探测条件量子阱中的载流子变化情况，及由此产生的材料吸收系数、折射率变化和圆偏振二色性，计算了开关所能达到的理论性能指标。我们设计并制作了60周期的材料样品，测试了材料透射谱，确定了第一重空穴激子峰波长，采用飞秒激光泵浦-探测装置进行了材料的开关实验，分析了实验结果，并对实验中的一个新现象提出了一些可能的解释。　　 我们深入研究了带隙重整化产生的物理机制和计算方法，相空间填充、库伦屏蔽和带重整对激子吸收共振峰动态漂移的影响进行了综合研究。针对材料载流子恢复较慢对开关重复率的限制，我们提出了一些改进方案，包括非对称FP 腔结构设计，材料的Be 掺杂低温生长以及基于光学斯塔克效应的多量子阱光子晶体全光开关。