光子相比于电子有着高速和大信息容量的优势,从有线电通信到光纤通信,信息传递的信道由电线变为光纤,使通信网络的带宽提升上百倍,传输损耗也得到大大降低。但光纤通信中,信息处理仍然是通过由光转化为电进行的,限制了通信速率进一步的提升。光子间没有很强的电磁相互作用,全光开关采用间接的非线性方法来驱动光开关,也就是利用一束泵浦光去改变介质的光学参量,进而实现对信号光的开关。本文实现的基于铷原子的法拉第效应的全光开关在背景噪声较强时,使人们仍然能够获得高保真信号,具有噪声鲁棒性的优点,是窄带法拉第原子滤光器的结构使然。其传递的高保真信号在卫星通信、无人监控、海洋光通信等领域有广阔应用价值。本课题以利用铷原子蒸气室为磁光介质的420 nm(5S1/2→6P3/2)法拉第原子滤光器为基本结构,结合铷原子的另一780 nm跃迁(5S1/2→5P3/2)实现了全光开关。首先,从理论和实验研究85Rb、87Rb两种原子的420 nm及780 nm波段多普勒吸收谱、饱和吸收光谱。其次在此基础上对铷原子法拉第原子滤光器透射谱进行研究,讨论了在低温低磁场范围内,温度磁场对实验结果的影响。铷原子法拉第原子滤光器是本课题中全光开关的组成部分。最终进一步改进铷原子法拉第原子滤光器系统得到基于铷原子法拉第效应的全光开关。对所述全光开关实验,结果显示,在磁场为80 Gs时:当泵浦光的入射使得信号光透射增强时,使得原子蒸气室表面温度为120℃,泵浦光将原子泵回信号光对应基态超精细能级的反泵浦效率最高,信号光透射率为9.11%,是原法拉第原子滤光器最高透射率的4.22倍（此工作条件下开关的高态光强最强,开关低态对应无泵浦光的透射光强）;当泵浦光的入射使得信号光透射减弱时,泵浦光使信号光对应原子超精细能级上的原子布居数减少,调整原子蒸气室表面温度至110℃,获得信号光透射率最低接近0（此工作条件下开关的低态光强最弱,开关高态对应无泵浦光的透射光强）。利用法拉第效应的全光开关目前尚未见报。本文所展示全光开关可直接应用于海水通信领域,并为未来设计全光延时器及全光逻辑结构提供了解决方向。最后论文指出,未来将改进基于法拉第效应的全光开关,使其在开关速度、能耗、插入损耗等方面性能有所提升,设想利用其组建全光网络的可能性。