为了降低爆破振动强度、控制爆破振动危害，根据爆破形成振动波的相互干扰叠加，在施工场地进行爆破振动试验。采用数码电子雷管，选用普通导爆管雷管作为对照组，在距掌子面15 m、30 m、45 m、60 m处布置监测点，进行了四组不同方案的振动速度变化规律的研究。利用数码电子雷管的精确延时特性，通过前三个组合的现场试验研究，取得泄洪排沙洞使用数码电子雷管洞挖爆破相对最佳的孔间、排间延时间隔时间组合为第二组合的成果：掏槽孔从上到下对称两孔同时起爆，上下孔孔间延时8 ms; 其余主爆孔对称安排（从隧洞断面中间向外侧）逐孔从上到下（顶拱从左到右）起爆，孔间延时16 ms; 所有排间延时间隔均为100 ms; 边顶拱光爆孔和底板光爆孔间隔100 ms，并实现了波峰错相叠加的减振效果。试验结果表明：爆破参数是降低爆破振动强度的关键; 在距爆源距离相同的情况下，采用数码电子雷管的质点振动速度峰值明显小于普通雷管，采用数码雷管的主频高于采用普通雷管; 数码雷管可大幅度降低爆破振动强度、提高爆破振动的主频。该工程技术在河南洛宁抽水蓄能电站泄洪排沙洞爆破施工中取得了显著的减振效果。

脂滴是一种重要的细胞器，与细胞中多种生理活动密切相关。为了观察脂滴并研究其多种多样的功能，共聚焦荧光成像技术是最有力的工具之一。然而，细胞脂滴荧光成像所需的具有高荧光亮度和高标记选择性的脂滴荧光探针却十分有限，这严重限制了脂滴的深入研究。研制了一种具有荧光开关特性的喹啉衍生物脂滴荧光探针（Lipi-QL）。该探针因其敏感的极性淬灭荧光特性，展现出了很高的脂滴标记选择性。Lipi-QL能靶向脂滴是因为其脂溶性，进入脂滴后，荧光增强是脂滴内的较低极性引起的。给受体型分子结构还赋予了该探针高的荧光亮度以及大的斯托克斯位移。将该探针用于细胞脂滴共聚焦荧光成像，在不同浓度下都实现了显著优于脂滴商用探针BODIPY 493/503的标记选择性。此外，使用该荧光探针实现了固定细胞的三维共聚焦成像和活细胞的四色共聚焦成像。该荧光探针的研制一方面为脂滴生理功能的研究提供了强有力的工具，另一方面也为新型高标记选择性荧光探针的设计提供了新的思路。

光热治疗以其无创性、非侵入性、副作用小等特点受到了广泛关注。二维碳化钛（MXene）作为一种新型纳米材料，具有优异的物理和化学性能，其中包括良好的光热效应。本课题组通过静电吸附作用构建了基于MXene的光热/化疗协同治疗纳米试剂，该纳米试剂具有优异的消光系数［24.05 L/（g·cm）］以及出色的光热转效率（31.34%）。体外细胞实验结果表明该纳米对HepG2细胞起到了良好的抑制效果，经其治疗后的细胞存活率仅为21.09%。

为了满足偏振光天文导航定位对高精度太阳空间位置信息的需求, 提出一种基于瑞利大气偏振模式的太阳自主定位方法。实验结果表明, 该定位方法能够获取太阳相对可靠的地理位置信息, 且经、纬度误差均值分别为0.251°和0.171°。虽然该方法的定位精度有待于进一步提高, 但其作为其他定位方式的补充有着重要应用价值。

在利用大气偏振模式进行导航的领域中,太阳空间位置是一个非常重要的导航特征信息,太阳空间位置的获取是导航应用中的一个重要的问题。提出一种基于瑞利大气偏振模式和K-means聚类算法获取太阳空间位置的计算方法。从大气瑞利理论所建立的全天域大气偏振模式出发,根据大气偏振模式中偏振度(DOP)的基本规律对偏振度数据进行K-means聚类分析,将太阳空间位置的求解转换为求解K-means类中心的问题,通过算法仿真实验和实测实验进行验证。实验表明,在晴朗天气条件下同一天不同时刻求解的太阳位置方位角和高度角误差均小于0.01°。算法误差平稳,相对误差可以达到更高的精度,可以有效地利用大气偏振模式解算太阳空间位置。

有效提取大气偏振模式信息是实现偏振光导航应用的前提条件。借鉴昆虫偏振敏感机理，设计了一种基于“3对偏振对比单元+1个光强检测单元”的仿生偏振光检测系统，详细阐述了光学前端接收结构、信号调理及主控硬件电路等功能模块设计。针对偏振正交误差的影响，基于激光器、调节台、偏振分析仪搭建了系统测试标定平台，并分别在室内暗场和室外晴朗天气下对传感器系统的输出偏振角进行了测试。结果表明，该系统偏振角平均误差小于0.5°，能够提供准确的航向信息，实现大气偏振模式的稳定获取。

由于传统方法制作的梯度光栅, 工艺条件苛刻, 制作过程复杂, 难以控制, 制作成本高, 周期较长, 提出了一种成本低、 工艺简单、 可大量制备梯度光栅的工艺方法, 采用基于刚性薄膜/柔性衬底的自组装工艺和氧等离子体(Plasma)的方法制备了微米尺度的梯度光栅, 利用Plasma时间的可控性和聚二甲基硅氧烷(PDMS)优异的弹性制得所需要尺寸的光栅。 首先在聚乙烯对苯二酸脂(PET)薄膜上旋涂一层PDMS薄膜, 待PDMS薄膜固化后将双层薄膜弯曲并用Plasma处理, 在其表面生成一层刚性氧化层, 借助柔性的PET对刚性层施加均匀应力, 当应力超过临界值时, 在PDMS基底上自组装形成光栅褶皱结构。 由于弯曲时预应力的变化, 所以在PDMS薄膜上会形成周期和高度呈阶梯状的的光栅褶皱, 也就是梯度光栅。 采用可见光作为梯度光栅的性能测试光源, 选用一级衍射光作为检测对象, 从图谱中可以看出以PDMS为基底制备的光栅具有很好的衍射效应, 并可实现很好的分光效果。 实验表明: 梯度光栅具有明显的衍射现象, 并且衍射角变化显著, 可广泛用于应力测量。 这种方法制备的柔性梯度光栅也可以作为微型应变装置来检测应力的变化, 未来有望用于微型光谱仪、 扫描仪、 光通讯等领域中。