光流控是一个新兴的交叉学科,其结合了传统的微流控器件和光学器件,实现了高度集成化的光微流系统。在光流控创建之初,其在微流控的传统生化检测领域发挥了重要作用。而随着光流控学的发展,光流控芯片中液体形成稳定分布后的光传输特性也引起了人们的广泛兴趣。针对液体因扩散程度较低而形成的阶跃折射率分布,多种光流控波导被发表出来。对于液体因扩散程度较高而形成的渐变折射率分布,通过研究发现其可以形成很多经典的光学现象。在低流速条件下,流体对流扩散形成的渐变折射率分布可以类比近似于准保角变换光学设计下的折射率分布,从而应用于变换光学器件,如隐身斗篷,光学转角器等。基于光流控平台的变换光学器件可以通过液体天然的对流扩散形成相应的折射率分布,其分布的折射率精细度为液体分子大小量级,避免了利用固体的变换光学器件所需要的复杂的微纳加工工艺,其在微米量级甚至是纳米量级上去刻画固体,形成相应的折射率分布。液体可以极大地降低变换光学器件的制造难度和制造成本。同时由于光流控系统的可调性,其折射率分布可以通过控制液体流速来实施调控,从而实现变换光学器件的开关过程。本文基于对流扩散方程,通过分析不同流速下的对流扩散形成的折射率分布,设计出在低流速条件下,基于光流控平台的类准保角变换光学器件,可以实现隐身和光学弯曲波导的功能。本文的主要工作如下:1.通过对流扩散方程,对光流控芯片中流体的分布特性进行了详细的理论分析,针对不同的流速情况,不同的边界形状均进行了阐述。从理论上解释并验证了对流扩散方程在低流速条件下,流体间的对流扩散可以形成的类比近似于准保角变换光学设计下的折射率分布。同时还分析了类准保角变换器件在实际应用中,芯片的设计规则。2.基于对流扩散原理,设计并制作了一种基于光流控平台的可调节液体隐身斗篷。在实验上展示了该斗篷可以在波长为400nm,488nm,532nm和588nm的可见光频段工作,以及在不同波长下,斗篷的开启和关闭状态。在实验上展示了大角度入射和小角度入射的情况,入射角分别为20°和70°。对该斗篷的误差进行了模拟分析,并同时模拟分析了在准保角变换分布下和类准保角变换分布下,斗篷性能的对比。3.基于对流扩散原理,利用光流控平台设计并制作了一种可调节的光流控弯曲波导。在实验上展示了该弯曲波导的传输特性,在将光偏转90°和180°的情况下,可以保证光的无损传输。同时分析了在实验中的弯折条件下,传统光纤的传输特性同光流控弯曲波导的性能的对比。以及在不同弯折条件下,传统光纤和光流控弯曲波导中光的模式变化。在实验上展示了光流控弯曲波导的开关特性。