该论文工作主要研究以下内容:第一,我们指出在实际环形共振腔中的损耗是不能忽略的,例如插入损耗、连接损耗、散射损耗、弯曲损耗等,损耗值的大小将严重影响全光开关的性能.第二,针对上面的分析,我们提出用有源环腔代替无源环腔耦合在马赫-曾德尔干涉仪的一个干涉臂上形成光开关的方案.如果在环腔中插入光放大器,例如半导体光放大器或掺铒光纤放大器,通过调节泵浦光功率,可以改变放大器的增益,从而补偿环腔中的总损耗.第三,在对环腔的损耗进行分析的过程中,我们同时发现用以耦合光纤环腔和马赫-曾德尔干涉仪干涉臂的耦合器的反射系数对开关性能也有很大的影响.实际应用中的定向耦合器很难具有很高的反射系数,因而由此制作的全光开关的阈值功率也很高.第四,为了全面评价该文提出的开关结构,我们还分析了上面两种全光开关的开关时间,指出开关时间主要受限于光纤环腔的寿命,而环腔寿命与环腔的精细度成正比.第五,基于开关阈值功率和开关时间的分析,我们认为这两种开关器件的开关参数可以通过改变有源环腔或者非线性耦合器中的泵浦光功率加以控制.最后,我们设计了一种低功率、参数可控制的耦合环腔结构的全光开关,它是用高非线性材料构成环腔,通过掺饵光纤非线性耦合器耦合到马赫-曾德尔干涉仪上构成.总的来说,该文系统研究了耦合非线性环腔的马赫-曾德尔干涉仪型全光开关.我们提出了几种新结构:被泵浦的有源光纤环形共振腔、高非线性的光纤环形共振腔,被泵浦的非线性耦合器,以及参数可控的带有耦合环腔的马赫-曾德尔干涉仪型全光开关器件.这些新的设计思想对于设计制作低阈值功率、参数可控的全光开关具有一定的指导意义,对全光开关的实用化发展也有相当的促进作用.