微流控是一种精确操控微尺度流体的技术,利用光操纵微液滴运动及诱导微液滴内粒子的输运是微流控系统驱动的一种新模式,具有非接触操控、波长和功率易调节、时空分辨率高等优势,在微尺度传质、传热、微混合及水体监测等领域有着广泛的应用前景。光操控技术,可以借助:（1）直接光学力（光辐射压和光镊）;（2）光调制的电驱动（光电湿润和光控电渗流）;（3）光诱导的毛细力（润湿性梯度和Marangoni效应）实现光能向液体动能的转换。其中,光诱导的毛细力作用与前两种相比,此种转换方式既不需要特殊的光学设备也没有复杂的微加工步骤。但是,润湿性梯度产生的毛细力很小,光照时微液滴接触角的变化比较微弱,很难克服界面张力作用,所以只有极个别的液体可以在微通道中运动,而且还存在空间限制、位移距离短、速度慢等不足。目前,国内外学者关于光操控微液滴运动及诱导微液滴内粒子的输运的研究大都基于实验观测,有关这几种不同形式力作用下的理论和模拟研究,只有单一作用力下的光驱力学模型,缺少统一的力学模型和解析求解方法。因而很难研究多种形式共同作用下的光诱导液滴运动行为。因此,需要建立相应的力学模型和解析求解方法可对不同形式作用力下的光诱导液滴运动行为进行研究。基于此,本文建立了相应的物理模型和解析求解方法,不仅可以对不同形式作用力下光诱导的微尺度流动进行描述和解析求解,同时有助于获得微纳米颗粒的动力学信息及解释相关物理规律,并且也为理论精确分析颗粒运动提供了很好的指导。本文首先介绍了微纳米尺度下低雷诺数流动的基本原理,从运动方程上分析微纳米级颗粒的基本物理特性及运动规律。其次,分别对直径约为4μm的ZnIn₂S₄颗粒以及直径约为300 nm的Fe₃O₄颗粒进行光诱导运动行为实验研究,通过高速摄像和粒子图像测速技术（PIV）记录并分析颗粒的运动行为,再次基于不同尺度颗粒的运动行为差异,分析影响颗粒运动的主要参数并进行一系列实验验证,定性分析并解释了光诱导微纳米颗粒运动特性。实验主要结论如下:（1）微纳米颗粒在不同光场下表现出不同的光诱导运动行为。其中入射光频率和颗粒数密度是影响光诱导颗粒运动的重要因素。入射光的波长越小或者频率越大,颗粒数密度越大,光诱导颗粒运动的程度越剧烈;反之,光诱导运动程度越平缓。（2）低数密度微米级ZnIn₂S₄颗粒群在光诱导下主要表现为二维水平扩散运动,高数密度下则发生聚集并形成三维的涡流运动。而低数密度纳米级Fe₃O₄颗粒群在光诱导下无显见运动,在高数密度下也表现为三维的涡流运动。（3）低数密度颗粒群的扩散运动可能与光照射下表面Zeta电位的变化有关,而高数密度颗粒群的涡流运动与颗粒吸热有关,吸热效应导致液滴表面温度变化,产生巨大的表面张力梯度,发生Marangoni效应,进一步诱导颗粒群形成涡流运动。（4）在上述两种颗粒运动特性实验研究的基础上,对光诱导涡流运动行为建立相应的物理模型,并基于理论解析求解和数值模拟的方法分别对上述实验现象进行定量分析。将理论求解和数值模拟结果与实验进行比较,理论和模拟获得的流场分布与实验测量结果保持一致,证实定量理论分析和力学模型的有效性。通过上述研究工作,为光诱导微纳米颗粒的高效运动及光流控系统中流动行为的精确调控等提供了理论支持,对微尺度传质传热和微混合器械的设计和优化具有重要意义。