呈原子层厚度的碳六边形结构的二维材料石墨烯具有极强的韧性,可轻易的包裹在光学器件的表面,因而其应用范围可扩大至功能化的光电子器件结构。石墨烯还具有呈现线性色散的能带结构,具有极强的载流子带间跃迁功能,因此其可以在非常宽的光谱范围中实现光和物质产生作用。电光调制由于在发射端和接收端存在电-光-电的转换,因此存在兼容性差,调制速率低的电子瓶颈等问题,若改用全光调制原理,将可以减少冗余的电路造成的负面影响,大大提升调制速率。氧化硅材质双倒锥型微纳光纤是从标准尺度的单模通信光纤中经由熔融拉锥的方式直接制得,光在微纳光纤锥区的这种传输的形式称为倏逝场,此传输形式能轻松的在微纳光纤的锥区表面处实现光与物质的相互作用,同时将微纳结构中的调制信号和现普遍使用的通讯光纤体系有效耦合。出于对以上背景的考虑,本论文提出对石墨烯微纳光纤复合波导的全光调制器研究。利用微纳光纤中传输光具有的强倏逝场,我们将石墨烯薄膜铺设在微纳光纤表面制备出复合波导从而实现光与石墨烯的相互作用。文中系统地探讨了基于石墨烯微纳光纤复合波导的全光调制器的制备。我们首先研究了微纳光纤在通光时的光传输特性、现有微纳光纤制造方法和本文中所用到的微纳光纤的制备方法。其次,研究了石墨烯薄膜的制备、刻蚀、转移到微纳光纤表面等方法,在此基础上详细探讨了本文所用调制器的制备方法。在此基础上介绍了偏振相关特性在此复合波导的全光调制研究中的应用,我们先介绍了石墨烯全光调制的工作原理,并在此基础上通过对波导在通入不同偏振态光的情况下的模场分布及光与石墨烯相互作用进行了数值模拟,并且搭建偏振相关的全光调制系统且进行了实验测量,结果显示出很好的全光强度调制效果,实现对信号光最高20.86 dB的调制深度。最后,通过机械斩波器对泵浦光进行斩波,对全光调制的时间特性进行研究,实现了对信号光5.13 KHz的调制速率。第四章中,我们对微纳光纤直径和石墨烯薄膜覆盖方式相关的全光强度调制进行了研究,经由对具备不同直径的微纳光纤波导的模场分布实行数值模拟,并依据模拟效果进行了对不同直径波导、铺设不同层石墨烯薄膜数量的波导、贴附不同长度石墨烯薄膜的波导依次进行的全光调制的实验测试,并对实验得出结果进行对比分析,对不同参量波导的调制特性进行了探讨。总的来说,本文对基于石墨烯微纳光纤复合波导的全光调制器从原理、制备流程、实验测试、性能等方面进行了深入研究,实现了光纤光学与石墨烯光子学应用领域的结合,也为光信息处理的后期实际应用提出了新的解决方案。