该课题由国家自然科学基金项目(10174040)、天津市重点自然科学基金项目(033800111)和天津市国际合作项目资助.光通信、光计算和全光信息处理技术的发展迫切要求光开关能突破光-电-光的繁琐变换,这决定了用于全光网中的全光光开关的研究将是一个很重要的前沿研究课题.基于准相位匹配和频与差频级联二阶非线性效应的全光开关具有全光透明特性,且开关速度快、噪声低、无啁啾、无走离、所需控制光功率小并保持着互作用光波的强度和相位信息等优点,将在网络发展中起到更为重要的作用.近年来,用周期极化铌酸锂(PPLN)实现的基于准相位匹配和频与差频级联二阶非线性基础上的全光开关的研制成为热点.我们研制了一种新型的光开关——准相位匹配级联二阶非线性铌酸锂全光开关.围绕这一课题,重点进行了一下几个方面的工作:介绍了光开关的机理、应用、材料、分类;比较了各种传统光开关的性能参数;阐述了全光开关特别是级联二阶非线性全光开关的机理、应用和国内外的研究状况.进行了周期极化铌酸锂退火质子交换光波导的实验研制工作.阐述了准相位匹配技术的原理和准相位匹配技术的优越性;论述了级联二阶非线性理论和国内外对级联二阶非线性理论的应用.对准相位匹配级联二阶非线性全光开关的理论进行了分析,在此基础上,进行了全光开关的实验研究.初步的实验结果和理论计算的结果相差较大,我们对实验中需要改进的地方进行了分析和讨论,为进一步的实验提供参考.