光调制器在光纤通信系统中起着关键的作用。为提高光纤通信系统中传输的信息速度和信息量,需要增加光调制器的调制速率和调制带宽。本文主要利用石墨烯特殊的全光调制特性和电光调制特性,结合全光纤马赫-曾德干涉仪(MZI),提出基于D型光纤的石墨烯的在纤式MZI全光调制和电光调制结构。论文的主要内容包括:(1)基于石墨烯特殊的能带结构,讨论了石墨烯的全光调制特性和电光调制特性的物理机制,通过理论分析发现非相干光调制效应主要是由于石墨烯中载流子-声子散射过程决定的,为制作基于石墨烯和全光纤MZI相结合的光调制器提供了理论基础。(2)基于石墨烯的在纤式MZI全光调制结构是通过D型光纤和单模光纤偏置熔接形成在纤式MZI,将石墨烯转移到D型面上组成的。通过外加激光对该结构的有效折射率进行调制,研究了石墨烯中的非相干光调制特性。搭建反向的泵浦-探测光系统,发现非相干光调制现象的出现与泵浦光和探测光的波长无关。在同一泵浦光功率下,随着泵浦光波长的增加,探测光的调制深度会以指数趋势减小。在同一泵浦光波长下,随着泵浦光功率的增加,探测光的调制深度也会以指数方式显著的增加。实验结果验证了石墨烯中的非相干光调制过程,这一过程能应用到相位或者强度调制器中。(3)基于石墨烯的在纤式MZI电光调制结构是通过偏置熔接D型光纤和单模光纤形成在纤式MZI,将MZI结构两侧铺上铜箔电极,最后石墨烯转移到D型面和电极上组成的。通过外加电场调制石墨烯的费米能级进而对该复合结构的有效折射率进行调制,验证了石墨烯中的电可调费米能级特性。实验结果表明随着电压的增加,探测光的干涉谱调制深度会增大。降低电压,对探测光的调制深度会减小。同时,研究了电压对多个波长的探测光调制深度的影响。发现电压对每个波长的探测光影响非常相似。该电光调制结构具备兼容性好,结构紧凑等优点。