در سال های اخیر، توسعه قطعات نوری در حال رشد است. بر این اساس، پردازش و کنترل تمام نوری سیگنال نیز مهم می‌شود. پردازش تمام نوری سیگنال در مدارهای فوتونی یکپارچه و کاربردهای آن در محاسبات نوری و ارتباطات، نیازمند توانایی کنترل پرتو با پرتو است. محاسبات و پردازش نوری راه حل بالقوه برای غلبه بر محدودیت‌های عملکرد اساسی دستگاه های الکترونیکی هستند. دستگاه‌های الکترونیکی مشکلاتی از قبیل تاخیر ذاتی، تولید گرمای زیاد و طول عمر مفید کم دارند که می‌توان با استفاده از دستگاه های فوتونیکی و اپتیکی که ویژگی هایی از جمله سرعت بالا، ظرفیت بالا و قطعات ساده دارند، این مشکلات را حل کرد. اخیراً دستگاه‌های فوتونیکی مختلفی مبتنی بر پلاسمون‌های سطحی پیشنهاد شده‌اند. در این پایان نامه نانوگیت‌‌های منطقی پلاسمونیکی نوریAND ،NAND ،OR ، NOR و XOR را در موجبرهای پلاسمونیک فلز-عایق-فلز در طول موج‌های مختلف با استفاده از اثرات اپتیکی غیرخطی طراحی و شبیه سازی کردیم. این نانو گیت ها از دو موجبر پلاسمونیک با بستر نقره‌ای و هشت کاواک غیرخطی کر در وسط سازه تشکیل شده است. تمامی‌گیت‌ها با ساختاری منحصربه فرد طراحی شده‌اند و تفاوت بین آن‌ها شامل تغییر موقعیت و مقدار شدت ورودی است که در طول موج های مختلف کار می‌کنند. از مزیت‌های آن می‌توان به سادگی در طراحی گیت، سرعت بالا و زمان پاسخ کوتاه در حد 50 فمتوثانیه اشاره کرد که برای طراحی مدارهای محاسباتی با سرعت بالا مفید است و ممکن است کاربردهای مهمی‌در آینده فوتونیک یکپارچه پیدا کند. عملکرد گیت‌ها با روش عددی تفاضل محدود حوزه زمانی (FDTD) تأیید می‌شود. از مزیت‌های ساختار می‌توان به طراحی تمامی گیت ها در یک ساختار یکتا و بدون تغییر ابعاد هندسی اشاره کرد. همچنین با محاسبه خطای ساخت، بهینه ترین حالت ممکن برای گیت ها بدست آمده است.
