高性能的调制器是实现电信号加载到光波的重要硬件，已成为光纤通信网络的核心。在调制技术中，优越的外调制技术成为了商业调制技术的主流。目前，利用线性电光效应的铌酸锂调制器，器件大小达到了厘米量级，尚无法满足片上集成要求；利用等离子色散效应的硅基光调制器，其速率主要受限于器件的电阻和电容带来的时间常数。现有的光调制器对信息处理能力还不足以满足高集成和高速率的苛刻要求。因此，研究高效的光调制器件尤为重要。本文通过对硅基行波光调制器的分析，提出了石墨烯-微纳光纤高速行波电光调制器，它具有器件结构紧凑、功耗低、速率快等优点。我们通过仿真和建模，验证了调制器的优异特性。　　论文综述了基于石墨烯光调制器的发展进程、研究现状以及发展趋势。我们简要介绍了衡量调制器的基本参数和调制器的分类。论文分析了载流子耗尽型硅基行波光相位调制器的工作原理，为下一步研究石墨烯-微纳光纤的行波调制器奠定了基础。　　论文在基于石墨烯-微纳光纤的高速光调制器研究过程中，介绍了石墨烯电光效应的理论参数，分析了微纳光纤的光学特性。利用有限元法模拟了石墨烯-微纳光纤的光学特性。研究发现，在石墨烯-微纳光纤的光调制器中，石墨烯的费米能级从0.5 eV到0.9 eV的变化时，有效折射率的实部变化较大，虚部却几乎不变，这种属性可以较好地应用于光相位调制器中。本文优化了光纤直径和石墨烯的层数，通过有效折射率计算出了电光调制器的光群折射率、衰减系数、光归一化输出和调制相位效率的品质因数等参数。　　本论文在光调制器带宽性能的研究过程中，建模研究了调制器件的施加电压和影响集总型电极调制器频率响应的因素，提出了采用行波电极来克服RC时间常数对带宽限制的方案。本文利用三维全波电磁仿真，通过降低微波损耗、提高阻抗匹配和微波与光群速度匹配的方法来优化调制器电极结构。研究结果为，在工作波长1550 nm处，在微纳光纤与石墨烯相互作用长度为1.372 mm的器件上完成了光相位π的偏移。调制器的插入损耗为1.6 dB、调制电压仅为4.95 V，实现了82 GHz的电光调制带宽。