随着人类社会信息化时代的临近,对通信的需求呈现加速增长的趋势。发展迅速的各种新型业务对通信网的带宽和容量提出了更高的要求。在目前的半透明光网络中,电子交换和信息处理网络的发展已接近了极限,为了解决电子瓶颈限制问题,在未来的全光网络中,全光开关将取而代之。全光开关作为实现全光网络的基础器件,在信息技术中有广泛的应用,其中一项重要的应用就是用来构成全光逻辑门,全光逻辑门在光域上能实现各种逻辑操作,是全光计算、全光通信传输系统等关键元器件。由于Kerr非线性效应,非线性耦合器能实现全光开关操作并能构成相应全光逻辑门,近年来备受关注,同时为了降低光开关的偏置功率,基于谐振腔光学双稳性的全光触发开关也逐渐成为研究的热点。因此,本文主要利用了Kerr非线性效应,对基于非线性耦合器交叉相位调制的全光逻辑门和基于谐振腔光学双稳性的全光触发开关进行了研究,具体的工作和主要研究结果如下：首先,我们简要地介绍了非线性光纤耦合器的结构,利用它的耦合模理论,对其开关特性和1所能实现的逻辑门操作进行了分析。同时还概述了微型谐振腔的工作原理,利用耦合器的耦合原理,分别对单耦合器和双耦合器谐振腔进行了分析,通过仿真透射率与相移的关系曲线对各自的开关特性进行了讨论。其次,我们通过合波器向耦合器输入一束强度可调的泵浦光,用交叉相位调制方式引起Kerr非线性效应,进一步对非线性耦合器的开关特性进行了研究。利用耦合模理论,当输入信号光的初始相位相同和不同时,通过仿真透射率与归一化泵浦光的关系曲线,讨论了各自所实现的全光逻辑门。研究指出：当输入信号光的初始相位相同时,我们可以通过改变输入泵浦光的功率,来实现开关功能,当取定一个泵浦光功率时,可以根据输入信号光的不同组合来实现不同的全光逻辑门；当输入信号光的初始相位不同时,可以通过改变输入信号光的相位差,来实现开关功能,当取定一个特定的相位差时,同样可以根据输入信号光的不同组合来实现不同的全光逻辑门。由此可见,我们不仅可以通过改变泵浦光功率来实现全光开关的操作,还可以改变输入信号光的相位差来实现。最后,主要介绍了基于双耦合器谐振腔的全光触发开关,用光学双稳特性产生的Kerr非线性效应,对微型谐振腔的开关特性进行了分析。根据耦合模理论,考虑并分析了失谐量对双稳特性的影响,利用数值法和解析法这两种不同的方法来求解微型腔内的双稳特性曲线,研究结果表明这两种方法得出的结果趋于一致。还分别计算了当考虑和忽略非线性损耗时的双稳情况,当把非线性损耗计算在内时,通过向微型腔中掺杂铒来获得增益,从而来补偿损耗,有效地降低了偏置信号功率。为实现微型谐振腔的触发开关功能,我们在偏置信号上增加了一个设置脉冲信号或重置脉冲信号,而且其信号的持续时间要比腔内电场建立时间要长,根据加入设置脉冲信号和重置脉冲信号之间的时间间隔,可实现谐振腔的开关功能,通过改变时间间隔,还可以得到不同的输出脉冲数字序列。