近年来,非线性石墨烯作为一种等离激元材料,为实现纳米尺度下的光操控提供了一种可行的方案,其优良的光学性能广泛应用于多稳开关、光学传感器和电磁共振等方面的研究。本论文主要研究了非线性石墨烯体系的古斯汉欣效应以及光学多稳行为。具体研究内容分为以下两个方面:1.非线性石墨烯古斯汉欣效应中的可调谐双稳效应基于固定相位法,我们研究了非线性石墨烯覆盖的二氧化硅平面模型系统的古斯汉欣(G-H)位移。研究结果表明,通过改变入射电场可以实现正负位移的转化,此外,由于体系的高度可调性,通过调控石墨烯的化学势和入射角度能得到理想的G-H位移和低阈值的双稳(OB)效应。我们的研究为实现光操控的可调谐G-H位移提供了一种很有效的方法,并且简单系统很容易与其他器件集成,这对于设计太赫兹检测器或者基于G-H位移的光开关有重要的意义。2.非线性石墨烯包裹核壳纳米柱体系中可调的光学多稳基于非线性准静态理论和自洽平均场方法,我们研究了石墨烯纳米线体系中的非线性光学响应。成功预测出两层石墨烯激发的表面等离激元共振之间的强耦合能引发特殊的光学多稳态现象,同时该体系的光学多稳行为的开关阈值与石墨烯的化学势和体系的尺寸密切相关。研究结果表明,石墨烯纳米线有望成为全光开关、光存储器和光晶体管等光学多稳态器件的有力候选材料。