随着计算机通信技术的飞速发展，全光网络技术成为网络技术发展的必然趋势。光开关作为一类较为重要的光无源器件，在光网络的信号通路和时域信号处理中都有重要的作用。而全光开关的一个主要优点是他们避免了光-电和电-光的转换。偶氮聚合物分子结构中含有偶氮基团(-N=N-)，它在光和热激发下可使其可逆地在顺式和反式两种异构体之间进行转变，产生光致变色反应，形成光致二相色性和双折射，从而在热光开关、全光开关等无源集成光学器件中有重要的潜在应用。　　 本文设计并合成了新型偶氮聚氨酯脲材料，将对硝基苯胺、蒸馏水、浓盐酸和亚硝酸钠在冰浴条件下进行重氮偶合反应，制得了红色的新型偶氮聚氨酯脲聚合物(PUA)。利用UV-2450型紫外-可见分光光度计和NEXUS型傅立叶变换红外光谱仪测得了聚合物材料的紫外吸收谱和红外吸收谱，并测定了PUA的部分物理性能，如溶解性、硬度、熔点等。　　 采用衰减全反射(ATR)方法测定了新型偶氮聚氨酯脲材料在不同模式、不同波长和不同温度下的折射率(n)，并由此计算出不同波长下材料的热光系数(dn/dt)，结果表明该材料具有较大的热光系数，特别是在波长为650nm时材料的热光系数达-5.25×10-4℃-1。由Sellmeyer色散方程得到聚合物材料的色散曲线和Sellmeyer系数。改变入射光模式，测得了TE模式与TM模式下该新型偶氮聚氨酯脲薄膜材料的折射率，结果表明当入射光模式改变时，材料具有明显的折射率变化，这是由于偶氮基团的光致各向异性产生了光致双折射。聚合物材料的这些光学特性在热光开关和全光开关的应用上具有重要意义。　　 提出了一种新型多模干涉(MMI)马赫-曾德尔(MZ)型全光开关，基于多模干涉自成像原理和有机聚合物材料的光学克尔效应，在马赫-曾德尔干涉仪一臂中引入一分支波导，控制光束由该分支波导引入。当分支波导中输入一定强度的控制光时，干涉臂材料折射率改变引起经两干涉臂传输的光产生π相位差，实现开关状态的转换。利用偶氮聚合物作为芯层材料，通过光束传输分析法(BPM)对器件进行了模拟和优化，结果表明，采用宽为2μm的弯曲分支波导，在100μm处，对原波导的影响最小;在控制光强为4mW时，很好地实现光的开关作用。