提出以一种2×2微流控光开关为单元的N×N光开关阵列，采用波导结构，利用微流控气压驱动技术和压电陶瓷阀来控制各个微流道内气体和液体的相对位置，实现开关阵列的光路选择和开关功能。同时给出N×N光开关阵列的部分阻塞型和完全无阻塞型两种拓扑结构，研究和讨论了N×N光开关阵列的最优路径和光传输特性，并进行结构优化。研究结果表明N×N光开关阵列的插入损耗和串扰远小于一般光开关阵列。对于1550 nm波长，其中4×4光开关阵列的插入损耗为0.28 dB~0.54 dB，最大串扰为-43.5 dB~-23.2 dB。该研究实现了微流控光开关阵列，解决了一般光开关阵列中普遍存在的插入损耗和串扰大的问题，具有阵列可控性好、偏振相关性损耗可忽略、宽波带（从可见光到近红外波段）的优点。

文章提出了一种微流控多功能器件, 利用介质上电润湿(EWOD)效应灵活改变进光能量, 可实现可变光圈、可变光衰减器和光开关等多个功能。其具有结构简单、体积小、操作简便、应用广且灵活和成本低等优点。文章分析讨论了所提微流控多功能器件的光学特性并做了结构优化。研究结果表明, 所提微流控多功能器件的插入损耗很小, 仅为0.014 dB; 液体可变光圈的通光孔径变化范围为0~0.506 mm; 可变光衰减器理论上具有0 ~100% 的可变衰减范围, 外加 91.1 V电压时的衰减量为40.2 dB; 微流控光开关无电压时处于“关”状态, 外加电压大于135 V时, 处于 “开”状态。

针对普通马赫-曾德尔（M-Z）滤波器为了获得良好的滤波性能需要mm量级的臂长差的问题，文章提出了一种基于微环辅助M-Z滤波原理的温度传感器，其具有μm量级的尺寸。在M-Z滤波器的一个臂上耦合一个液体微环腔，利用微流控技术将一些温敏液体注入腔内，通过分析传感器的输出光谱，可以检测到温度的变化。实验结果表明，该传感器具有良好的滤波性能及温度分辨能力，消光比>10 dB，3 dB带宽<1 nm，温度检测分辨率可达到0.1 ℃。此外，通过改变微环中液体的种类，可以调节传感器的温度检测范围。

光衰减器在解决信道功率平衡、光纤系统指标测量和全光网络的功率匹配等问题上有着不可或缺的作用。文章基于高斯光束传播及衍射场理论分析, 研究了挡光片型可变光衰减器内部光场的分布情况。基于矩形、三角形、圆形3种挡光片, 对挡光片型光衰减器进行了实验研究。通过实验与理论结果的比较, 得到了3种挡光片的位置与衰减量关系曲线, 结果表明, 三角形挡光片光衰减器性能更佳。

基于微流控技术提出了一种新型可调光衰减器核心芯片结构，利用微流体和可压缩空气实现光衰减的可控调节，并基于此核心芯片设计了两种应用不同驱动技术的微流控光衰减器。通过高斯光束传播理论、亥姆霍兹方程、光场耦合理论与Mathematics软件分析了光衰减器内部光场分布特性，考虑了流体端面衍射影响，给出了流体端面位置与衰减量的关系及响应时间等性能参数。理论表明基于微流控技术的可调光衰减器衰减范围大于50 dB，系统响应时间约为0.01 s，具有衰减范围大、响应快、插入损耗小、回波损耗大的优点。所提出的光衰减器为寻求小体积、高性能、易集成、灵活可调的新型光通讯器件提供了新的思路。

微流控光学芯片具有微型化、集成化、可调化的优势,其应用中常碰到的技术瓶颈是液体驱动技术。微量液体具有与大块液体不同的性质,利用其微观特性可发展新型液体驱动技术,该技术有利于微流控光学芯片的微型化、集成化及使用的灵活性。阐述了几种利用表面张力、热蒸汽、光压、Marangoni对流、磁场以及液体与电磁相互作用等驱动微液体的新型技术。