光开关在光通信领域中扮演着至关重要的角色,随着光开关阵列的发展,人们对光开关的成本和功耗等方面提出了更高的要求。有机聚合物材料的热光系数较高,成本较低,加工工艺简单,非常适合应用在光开关中。但是热光开关需要光电转换,这将增加开关时间。全光开关的出现解决了这一问题,将开关速度提升了一个量级。其中石墨烯辅助光控光开关由于其响应速度快、功耗低的优点,逐渐成为全光开关研究的热点。本文利用石墨烯独特的可饱和吸收特性和光热效应,将石墨烯应用在聚合物波导光开关中,极大降低了信号的传输损耗。本文的主要内容分为以下两个部分:1.提出了一种基于一阶模式的石墨烯辅助聚合物光控热光开关。这种光开关可以减少石墨烯的吸收,从而获得较低的传输损耗。开关的结构为马赫-曾德尔干涉仪结构,单层石墨烯嵌入聚合物波导中,波导中传输一阶TE模式的信号光。石墨烯吸收980 nm的泵浦光,并利用光热效应产生的热量控制1550 nm信号光的通断。仿真结果表明,当石墨烯处于合适的位置时,开关功耗为9.5 m W,传输损耗为0.01 d B/cm,开关的上升时间为127μs,下降时间为125μs。使用导热系数较高的硅衬底可将开关时间降低到106μs（上升时间）和102μs（下降时间）。与光纤全光开关相比,本文提出的开关具有更低的功耗和更低的传输损耗。由于聚合物材料的低成本、易于集成等优势,该器件将在全光信号处理和硅基混合集成光子器件领域发挥重要作用。2.实验制备了基于石墨烯改进的吸收型光控光开关。当石墨烯对980 nm的泵浦光产生可饱和吸收时,1550 nm信号光可以通过;无泵浦光时,石墨烯对1550nm信号光产生吸收,信号光不能通过。开关的芯层材料为聚合物SU-8,聚甲基丙烯酸甲酯作为波导的上包层材料,下包层材料为硅基二氧化硅,二氧化硅上为单层石墨烯。采用湿法刻蚀的方法制作了聚合物波导,开关结构为直波导,最后进行开关测试。测试过程采用波分复用器将信号光与泵浦光通入开关,最后测得开关的功耗为70.8 m W,消光比为17.1 d B,开关的上升时间为220μs,下降时间为294.5μs,可以实现开关功能。与光纤全光开关相比,本文提出的光开关制备工艺简单,成本低廉,具有较低的功耗。