铌酸锂基光操控技术利用激光辐照铌酸锂晶体产生的光伏电场实现对微纳目标的无接触操控,克服了传统全电微流控技术存在的电极结构复杂、操控电压高等缺点。目前,基于该技术的介电液滴操控研究已经比较深入,但针对水合液滴的操控很难实现,其原因在于具有高电导率和介电常数的水合液滴可造成光伏电荷的补偿和衰减。本文通过在铌酸锂表面涂覆油浸多孔疏水薄膜来阻隔水合液滴对光伏电荷的补偿,实现了水合液滴的光伏分离、输送以及往复运动。首先,通过对c切和y切铌酸锂的体光伏效应进行有限元模拟,得到了其电参量分布的基本特征:c切铌酸锂表面电荷分布呈单极火山口型,其晶体内的光伏电场是从晶体表面开始逐渐向内部演变的。y切铌酸锂表面电势分布呈双极纺锤型,其电势随时间呈指数变化规律。其次,在y切铌酸锂上实现了水合液滴的光伏分离。水合液滴分离过程中接触角的时间依赖关系符合光伏电势的指数变化规律,证明了介电润湿效应对液滴分离的贡献。对分离子液滴的边缘激光辐照可触发子液滴对双极电势分布的响应,表明两个子液滴的异号电性,证明了电渗效应对液滴分离的贡献。水合液滴分离过程的两相流模拟结果进一步揭示了介电润湿和电渗效应在液滴分离过程中的协同作用。同时,论文发现水合液滴的分离时间和光照强度之间成反比关系,与初始液滴的尺寸线性相关。最后,在c切铌酸锂上实现了水合液滴的高效光伏输送和往复运动。水合液滴的输送速度最大可达850μm s-1。水合液滴往复运动的启停与激光辐照的开关同步。通过追踪液滴的瞬时速度,发现水合液滴往复运动的过程分为形变、脱离、回弹和归位四个阶段。基于上述特点构建了液滴往复运动模型,提出水合液滴的光伏往复运动本质上是光伏电荷从高电势向低电势的自然转移过程。上述模型准确地描述了液滴往复运动周期对液滴尺寸和激光辐照功率的依赖关系。本文借助光伏往复运动模式实现了水合液滴对荧光染料（包覆于金属表面）的可控微量重复获取。本文中铌酸锂基水合液滴的光伏分离、输送以及往复运动操控,对于生物光子芯片低消耗、高效率的各类生化检测以及其在制药、医疗和生物等领域的应用具有重要意义。