در این پایان نامه نقش شدت نور بر روی رابطه پراکندگی فراماده هذلولی بررسی می شود. با استفاده از اثر غیرخطی کر در طلا و گرافن سه نوع سوئیچ تمام نوری طراحی خواهد شد. در ضمن با استفاده از قابلیت تنظیم پذیری پتانسیل شیمیایی گرافن از طریق اعمال بایاس خارجی یک سوئیچ الکترو-نوری نیز طراحی می شود. عمل کرد این افزاره ها برخلاف افزاره هایی ای که تاکنون ارائه شده است به زاویه تابش وابستگی ندارد. در ضمن ساخت آن ها نیز نسبتا ساده و عملی خواهد بود. نتایج شبیه سازی نشان میدهد، بیشینه و کمینه اندازه ضریب عبور توان برای سوییچ های ارائه شده در حالت روشن به ترتیب برابر با 50% و 98% است. در حالی که، در حالت خاموش اندازه این ضریب همواره از 3% کمتر است. بنابراین، از این افزاره ها می توان در طراحی مدارهای نوری دیجیتال بهره گرفت. در پایان، با بهره گیری از یک مقسم پرتو حساس به قطبش مبتنی بر فراماده هذلولی، دو گیت منطقی xor و and نیز طراحی می شود. کم ترین اندازه ضریب عبور توان محاسبه شده برای گیت منطقی xor برابر با 59% و برای گیت منطقی and برابر با 83% نشان داده خواهد شد.