光调制器是高速光通信系统中非常重要的光器件,如何获得与光纤系统兼容性好、微型化、高速率、低损耗的光调制器是目前光通信领域的研究热点之一。石墨烯由于其独特的狄拉克能带结构以及极强的载流子带间跃迁能力,能与光实现超快的相互作用,非常适用于超快光调制器件。具有亚波长直径的微纳光纤由于表面存在强烈的倏势场,便于与其表面物质相互作用,同时与标准光纤系统具有良好的兼容性。本文将石墨烯和微纳光纤相结合,提出了一种基于双D型结构石墨烯微纳全光纤调制器,并对器件结构进行了优化,研究了调制器的调制特性。本文主要研究工作如下:(1)综述了微纳光纤、石墨烯、以及石墨烯光纤调制器的研究现状；理论分析了微纳光纤的单模传输条件、电场分布以及能量分布;介绍了石墨烯的能带结构以及优异的电光特性。(2)研究了石墨烯光调制器的工作原理,根据石墨烯表面电导率公式,分析了石墨烯表面电导率、介电常数、折射率与其化学势的关系,以及外加驱动电压对其化学势的影响。对石墨烯微纳光纤调制器波导参数进行仿真分析,掌握了微纳光纤不同结构、不同尺寸、石墨烯层数、石墨烯化学势对模式有效折射率以及功率损耗的影响。当双D型微纳光纤结构的磨切深度为21Onm,磨切表面涂覆两层石墨烯薄膜时,调制器的性能达到最优。(3)设计了一种基于双D型结构石墨烯微纳全光纤调制器。双D型结构微纳光纤的上下表面各涂覆两层石墨烯薄膜,且两层石墨烯之间用A1203垫片隔开。通过石墨烯与双D型结构微纳光纤表面强烈的倏势场的相互作用,实现了调制电压仅为2.35V,149.896～182.756THz频率范围内达90%的高深度电光调制;以及182.756～350THz频率范围内3dB可调制带宽达177.36THz的超宽带电光调制。该调制器具有与光纤系统兼容、结构简单、集成度高且调制带宽大的优势。