在微操纵领域中,光镊技术的应用主要分为两类,一类是基于光力效应的微操纵技术,能实现高折射率介质微粒的捕获和操纵;另一类是基于光热效应的微操纵技术,能应用于吸收性粒子的捕获和操纵。目前,两者在实践过程中均存在结构复杂、操作困难、精准性低以及操纵范围小的问题。针对该现状,本文将光纤光镊与热对流操纵技术相结合,提出基于多光纤热对流的微粒操纵和运输方案。合理的安排多根光纤,从水平和竖直两个方面进行操纵和运输器件的设计,实现对介质微粒的精准操纵和运输,并且利用光开关、分光器、光纤阵列等实现了微粒的环形运输和大距离连续运输,为微型马达、光流体芯片的发展提供了新的思路。主要研究如下:首先,本文对基于光力效应和光热效应的微操纵技术的发展历程和研究现状进行了回顾和探讨,提出了基于多光纤热对流效应的微粒操纵和运输技术方案。结合实际操纵过程,对涉及的光学理论和传热学原理进行分析,并推导了力学相关公式,为全文的仿真计算和实验准备奠定了研究基础。然后,采用有限元数值法对光纤热对流系统中涉及的光阱力进行了计算,通过有限元软件COMSOL Multiphysics 5.3a对光纤端口附近的物理过程进行了仿真分析。当光源功率为20mW时,水平光纤热对流场流速最高为80μm/s;当光源功率为30mW时,竖直光纤热对流场流速最高为120μm/s,理论上证明了颗粒操纵的可行性。结合仿真结果,建立了光纤热对流实验平台,采用荧光测温法实际测量了水溶液的温度差,并且设计了水平多光纤和竖直光纤阵列两种热对流微粒运输器件。最后,借助多光纤热对流微粒运输器件,实现了SiO2颗粒的环形运输和大距离连续运输。在环形运输过程中,通过调整光纤高度精准地操纵了颗粒的运输轨迹;在连续运输过程中,当光纤数目为31根时,在1×8光开关和1×2分光器的配合使用下,实现了直径为100μm的SiO2颗粒两通道的连续运输,最大距离为7.5mm。