在当今通信技术迅猛发展的情形下,全光信号处理以其在波分复用系统中高速度、大容量的特点赢得了广泛的关注。全光通信网络大量采用无源光器件,替代了原有昂贵的光电转换器件,具有低成本、低损耗等优点。在解决通信冲突时全光开关和逻辑门是最关键的处理器件。在目前相关光器件中,光纤光栅以其体积小,便于与光纤连接,损耗低,并拥有成熟的制备技术以及较好的非线性特性等优势,受到了广泛的关注。基于光纤光栅的全光开关和逻辑门在应用方面有较大的潜力。本文研究了基于光纤光栅的全光开关和全光逻辑门。从光纤光栅的非线性耦合模方程出发,研究了单束连续光和脉冲光在光纤光栅中的窄带反射特性和克尔效应引起的非线性现象；讨论分析了信号脉冲宽度对输出脉冲形状的影响,提高了消光比。通过加入泵浦脉冲,能够有效的降低开关阈值功率。研究了多种切趾函数对开关性能影响,通过对反射谱的形状和脉冲透过率综合考虑,选择适当的切趾函数,减小了开关稳定时间,大大提高开关稳定性。在基于交叉相位调制的非线性研究中,引入点缺陷,并对缺陷数量和缺陷宽度进行分析,最终得到约为11GW/cm2的全光开关阈值功率密度,相比已报道的全光开关阈值功率密度27GW/cm2有了大幅降低,且透过率也从40%上升至约98%。设计了基于光纤光栅全光开关的全光逻辑“与”门和“或”门,分析了脉冲峰值点相位在光纤光栅中传输过程中受到本身自相位.调制和泵浦脉冲引起的交叉相位调制的影响,得到了能实现逻辑门功能所需要的泵浦功率数值,而且有较好的输出脉冲。论文工作为全光开关和逻辑器件的研究奠定了一定的基础。