光阱是利用光的力学效应捕获并操控尺寸为数十纳米到数十微米微球的一种技术。光阱技术操控微粒运动的特性使人们可以更方便地观测微粒的自身特性与运动过程,这对于微粒的个体行为的研究具有重要意义。按照捕获激光数量,光阱可分成单光束光阱、双光束光阱与多光束光阱等,其中双光束光阱具有结构简单,易于集成化等优点,但也存在着轴向捕获稳定性较差的问题。本文采用四光束光阱捕获和操控微粒,四光束光阱在保持了双光束光阱易集成化优点的同时,极大地提高了其轴向光阱刚度,增强了其轴向捕获稳定性。此外,本文还通过调制四光束光阱的捕获光功率,实现了被捕获微球的轨道旋转。本文的研究将多光束光阱与芯片化光阱技术相结合,提高了光阱芯片的捕获稳定性,丰富了光致轨道旋转的实现方式,对于光阱技术的发展及其集成化应用具有重要意义。首先,基于射线模型,计算微球在双光束光阱和四光束光阱中受到的光阱力分布情况,分析对比了不同输入功率情况下的微球的轴向与横向光阱刚度。仿真结果表明,四光束光阱能够极大改善双光束光阱较差的轴向捕获稳定性,具体体现在,四光束光阱的轴向光阱刚度远大于双光束光阱,横向光阱刚度略大于双光束光阱。采用欧拉法模拟了液体环境下微球从进入捕获室到捕获的运动过程,确定了微球捕获过程的运动规律,首先微球将被距离较近的一束光通道捕获,随后沿着光通道运动到光阱中心。随后,利用微纳加工的方法将四光束光阱系统集成到了平面光波导芯片上,研制了四光束光阱芯片。利用四光束光阱芯片在液体环境下捕获半径为5（?）m的聚苯乙烯微球。并采用均方位移法实现了对其双光轴轴向光阱刚度的标定,实验结果验证了仿真结论,证明了四光束光阱能够有效提高双光束光阱的轴向光阱刚度,且具有更强的捕获稳定性。此外,本文还在四光束光阱的基础上,通过对输入激光功率进行调制,实现了聚苯乙烯微球的轨道旋转,研究了调制频率、调制相位等参数对于运动轨迹的影响,当调制功率函数为同频率的三角函数时,微球将进行轨迹为椭圆形的轨道旋转;当调制功率函数为成二倍频关系的三角函数时,微球将进行轨迹为纺锤形的轨道旋转;微球轨道旋转频率与调制频率相等,且随着调制频率增大,轨道旋转的幅度减小;同时,调制相位不同,微球轨道旋转的方向也会发生相应变化。