光流控技术是一种无接触、高精度的微流体控制方法,其在生物、医疗、化学等方面有广泛的应用前景。金纳米结构在激光照射下产生等离激元共振现象,伴随着局域加热及局域场增强的特点,并且其光学特性易于调制,因此将金纳米结构用于微流体中实现流动控制已经成为一种具有潜力的光流控方式。本文将阵列纳米结构应用于微通道中,并对激光作用下的阵列纳米结构的等离激元共振及其引起的光热转换增强及局域场增强现象进行了研究,为基于阵列纳米结构的光流控及颗粒捕获与分选提供了理论基础。具体研究内容如下:基于阵列纳米结构的光热转换产生的温升,实现对微通道内的流动调控。计算了不同结构参数、激光波长及电场偏振方向下的阵列纳米结构的光吸收特性,并进一步定量计算了阵列纳米结构产生的温升,将其应用到微通道流动计算模型,获得了相应条件下的微阀控制效果。结果表明,共振波长下激光电场偏振方向平行及垂直阵列方向时对应的纳米结构温升有较大差异,有助于实现微阀的流量控制。将其温升应用于微通道模型中,计算了利用偏振方向调节微通道出口流量的过程。另外,研究发现阵列纳米结构中纳米颗粒温升不同,表明阵列纳米结构中颗粒光吸收特性并不相同。利用阵列纳米结构间隙处因等离激元共振产生的局域场增强效应对其附近的颗粒产生的光学梯度力作用,实现颗粒的光学捕获与分选。探究了阵列间距、激光波长对局域场增强效果的影响,采用麦克斯韦应力张量法计算了阵列纳米结构上方的光力分布及光学势阱分布。考虑到纳米颗粒在流场中除了受到光力的作用外,还受到布朗力、粘滞阻力的作用,针对流场中颗粒进行系统深入的运动分析,探究了不同颗粒的光学捕获效果,并设计了基于阵列纳米结构的光学分选装置,在一定条件下可实现对不同折射率不同直径纳米颗粒的有效分选。