本发明公开了一种基于微纳光纤的非线性激活器及其制备方法与应用，其中，方法包括步骤：对标准单模光纤进行熔融拉伸处理，得到微纳光纤，所述微纳光纤的中间部位形成有锥区；在所述微纳光纤的锥区沉积二维材料，制得所述基于微纳光纤的非线性激活器。本发明通过在微纳光纤的锥区沉积液相剥离的二维材料，制得非线性激活器；利用二维材料与微纳光纤倏逝场的相互作用，完成输入输出的非线性运算，并且所述微纳光纤两端为标准单模光纤，可以直接与光计算芯片相连接，可适用于不同结构的光计算芯片，且响应速度极快，是一种通用的全光非线性激活器。