传统光学成像系统,通过改变透镜间的轴向距离调节焦距,存在光学结构的体积质量大,作用惯性强,无法快速响应,高速或剧烈振动条件下易移位及形变,难以实时复位校准以及控光能力不足等缺陷。为达到灵敏调焦、结构微小型化以及控光能力强等目的,本文提出了基于平面非均匀螺旋微线圈阵电极的液晶微柱镜结构。该微柱镜具有双模态聚光特征,可有效实现电控聚焦和调焦。在电流驱控模态下,通过产生磁场及磁激励电场驱控液晶分子指向矢有序偏转,实现柱聚光,以及螺旋微线圈阵相邻环线电极间的线聚光,从而显著增强电控液晶微柱镜的聚光效能。本论文的主要工作如下:首先以控光向列相液晶材料物性和电控液晶微镜理论为基础,开展电控液晶微镜建模与仿真研究。通过对圆孔阵图案电极进行仿真模拟,分析了在电场驱控下液晶分子指向矢和相位延迟分布特征,并进行结构参数配置。通过仿真分析微柱镜结构参数情况,提出平面非均匀螺旋微线圈结构,并针对稀疏圆形微线圈和方形微线圈进行模拟计算。分析评估了电流驱控下非均匀螺旋微线圈的磁场及能量分布,以及驱控液晶分子有序偏转所需要的非均匀电场。然后对双面镀有氧化铟锡（Indium Tin Oxide,ITO）薄膜的玻璃基片,进行激光定点打孔预处理,以及镶嵌铟粒导通电极板的上下两个端面,保证工作“模态二”下的电连通性。将预处理后的基片按照标准微纳加工流程,制作出微柱镜器件。基于微柱镜电极上的微线圈其线宽较小,使用ICP干法刻蚀工艺保证电极线的完整性。详细分析了基于平面非均匀螺旋微线圈阵电极的液晶微柱镜其两种工作模态下的光学特性。在“模态一”:通过连通液晶微腔上下电极板,分析光束的电控聚焦和调焦性能,包括随电压升高焦距逐渐变小,以及可变焦距范围为5.09⁴.31mm等。在“模态二”:通过连通液晶微腔其单一电极板的上下两个端面,分析光束的电控聚焦特性,典型特征如恒定电压45.6V_rms对应焦距1.75mm等;发现在电流驱控态下,微线圈相邻环线电极间可形成细聚光焦线,从而可显著提高液晶微柱镜的聚光效能。针对所发展的非均匀螺旋微线圈阵电控液晶微柱镜的遗留问题,规划了进一步提高聚光效能的可能途径。