本文以微流控可变透镜技术及其在信息器件中的应用为中心展开研究。重点针对微流控光学变焦透镜阵列集成芯片的制备、液体可变透镜工作原理、基于电湿效应的光通信器件,进行了深入研究。主要完成了以下工作:1、利用赫姆霍兹自由能最小化方法推导可适应于圆筒结构的杨氏方程,提出一种三液体组成的双弯月面液体透镜结构,以解决双液体单透镜变焦范围有限问题,利用光线追迹法在讨论单透镜模型的基础上推导了三液体透镜焦距表达式。2、从量纲分析法出发,分析液体透镜的基本参数--液体密度、粘滞系数、表面张力系数、液体振荡衰减时间、镜头直径等参量之间的关系。引入无量纲的液体振荡衰减时间参数?(4)和透镜镜头参数Le研究液体接触面(弯月面)的电控振荡行为。以选取液体运动速度参量与否分两种情况推导出了?(4)和Le的两种关系式,结合实验数据给出了两个具体表达式,分别对应过阻尼镜头和欠阻尼镜头两种情况,在对数坐标系下?(4)和Le的关系表现为斜率分别等于1/2和1的两条直线。根据临界振荡阻尼状态具有弯月面稳定的最小响应时间特点,通过两直线交点坐标确定了液体透镜最佳工作状态的镜头参数方程组。该方程组为本类型器件的设计和优化提供了理论指导。3、从流体力学的质量、动量和能量守恒方程出发写出了适用于可变液体透镜的流体动力学控制方程组,选择了适合圆筒通孔内两相流算法,对具体结构的液体可变透镜的动力学性能进行了仿真研究,选取液体相关参数对透镜变焦行为影响进行了分析,得到了临界液体透镜镜头响应时间。该时间与量纲分析法的理论高度一致,进一步为液体透镜的研制提供指导数据。4、在此基础上,设计制备了多种可变透镜阵列芯片,研究了特定“导电基片/绝缘膜层”可变透镜阵列内芯材料表面的介质上电润湿特性。改进了现有接触角测量技术,以垂直拍摄-测量直径法代替传统的侧面拍摄-提取轮廓-函数拟合法,提高了测量效率。对交流控制的液滴电势和电场随频率分布进行了仿真分析,结果表明交流频率也可成为控制电湿效应的手段。研究了单镜头的可变透镜制备技术并对可变透镜、可变透镜阵列的变焦性能进行了测试。5、电湿驱动毛细液滴行为进行了实验和仿真研究,以微流道流体运动理论分析了电控毛细现象,设计了基于上述驱动原理的可大规模集成的波导型光开关阵列器件,并对光开关单元性能进行了实验和仿真研究,验证了光开关阵列研制的可行性,研究结果表明,本开关结构插损小于0.27dB,消光比能达55dB,响应时间约ms量级。6、对基于电湿效应的电控微棱镜进行了理论和实验研究,设计并制作了基于上述工作原理的可变光衰减器件并测试了其性能;设计制作并优化了集成可变透镜的可变光衰减器件,研究了该器件的衰减控制理论、光耦合效率与控制电压的关系,最后结合液体微棱镜技术和三液体透镜结构提出了一种新颖的可变光衰减器模型,实现了器件输出并研究了其光控性能,最终方案的研究结果表明当外加电压由74V变化到53V时,其线性衰减变化范围为2-53dB,能满足绝大多数工程需求。