液晶材料因优异的光学性质在诸多领域具有重要应用价值。其中胆甾相液晶因其自组装和刺激响应特性在光束控制与粒子操控等方面展现了广阔的应用前景。片上胆甾相液晶凭借半开放自由体系的优势,进一步拓宽了胆甾相液晶的应用范围,在生物传感、光学衍射等领域正受到越来越多的关注。本文基于光对片上胆甾相液晶薄膜的驱动规律,借助图案化光控取向技术,实现了片上胆甾相液晶薄膜对光束的动态控制和粒子的多种操纵方法,在光通信、定向输运等领域有潜在的应用价值。具体工作如下:1、充分结合图案化光控取向技术优势,提出一种半开放式光响应片上胆甾相液晶薄膜,并利用指纹织构在光驱动下的周期性变化实现对光束的动态控制。我们探究了体系在不同波长的光刺激下螺旋超结构的螺距和周期随曝光剂量变化的规律与机制,构建了该螺旋超结构液晶分子指向矢排布模型。通过不同图案化取向结构的制备,胆甾相液晶指纹织构产生了多样化的衍射图样,在紫外光调制下实现对入射光的调控,可控衍射角变化可达～8°,并进一步阐释了胆甾相液晶指纹织构的旋转与衍射图样动态变化之间的关系。这种动态光束控制方法具有可操作性高、响应速度快、衍射模式丰富等优势,有望在继电器、光学开关等领域发挥积极作用。2、充分发挥片上胆甾相液晶半开放体系的优势,基于图案化自组装螺旋超结构实现了对微米粒子的精准操纵。半开放体系使粒子运动摆脱液晶盒基板限制,自组装螺旋超结构为粒子运动提供直接动力来源,而图案化光控取向则丰富了粒子的运动模式。实现粒子单向运动距离689.4μm,最大移动速度达41.68μm/min。基于棘齿势理论解释了光驱动片上胆甾相液晶自组装超结构操纵粒子运动的过程,即粒子倾向于被体系势能较低的缺陷捕获,在光驱动过程中粒子会跟随势能最低点移动,由此在宏观上表现为粒子的单向运动,验证了片上胆甾相液晶薄膜对粒子运动的操纵能力。其中,指纹织构的周期性势能分布和外部光刺激是粒子定向运动的两个必不可少的因素。基于上述机制,通过设置对应取向结构和改变左右手性实现对粒子运动方向的操纵,通过控制取向结构周期和光强大小实现对粒子运动速度的操纵。并进一步实现了对粒子的汇聚、发散、图形化分布、筛选和旋转等多元化运动模式,结合驱动光的转换可以使粒子轨迹得到连续控制。此外,我们还利用Lucas-Kanade算法实现了粒子运动位置的实时跟踪。该“片上粒子操纵实验室”集结构调控、粒子操纵、分析计算于一身,具有制备简单、集成度高、操控方式灵活的优点,为微纳米粒子操控提供了全新的思路,有望应用于生物、医药、传感等领域。