由于信息科技的发展和进步,表面等离子体器件已经成为国内外学术领域的重要研究方向和热点,基于此实现光开关功能更是受到人们的关注。早期的研究一般用金属/介质波导,但是较差的动态可调控性限制了它们在光开关方面的发展和应用。石墨烯因其灵活的可调谐性和对光的高约束特性引起了人们极大的关注。本文研究了基于石墨烯材料实现的光开关器件和光路由器件,并详细研究了它们的性质,主要的研究内容如下:(1)提出一种新型石墨烯波导结构太赫兹光开关。基于石墨烯材料设计并优化了不同波导结构,实现THz波在石墨烯波导中的高效传输及操控。THz波从石墨烯波导左端进行入射,与石墨烯波导相互耦合并产生能够在波导上传输的表面等离子体波。我们通过在石墨烯波导特定输出通道设置合适的偏置电压,调整该输出通道的石墨烯化学势,从而可以控制THz波在该输出通道的导通及中断,并且也能够实现输入能量从输入端传输到特定的输出端。(2)提出一种主动可控Fano共振太赫兹光开关。基于石墨烯双开口环结构,平面波垂直入射到具有不同参量的结构,研究其共振特性及相应的共振波长,优化调整结构参数,实现Fano共振。我们通过对磁场分布的分析,研究了产生Fano共振的原因,并且研究了石墨烯结构参数对Fano线形的影响。通过设置合适的偏置电压,分析了调控石墨烯化学势对Fano共振的影响,同时还研究了两环开口角度对Fano共振线形的影响。