利用改良后的Percoll连续密度梯度分离方法,分离不同酵母菌株稳定期的同步细胞,并在单细胞水平上,应用激光光镊拉曼光谱对分离的同步细胞进行鉴别.采用高速离心机角式转头和2　mL聚丙烯离心管,20　℃,19　320　g离心15 min,将大约1.75　mL Percoll溶液形成1.00~1.31　g·mL-1连续密度梯度;将样品均匀铺加在离心管连续密度梯度液顶层,20　℃,400　g离心60 min,酵母分成明显的2层细胞带;微分干涉差显微镜(DIC)、相差显微镜以及同步生长曲线分析显示,下层酵母细胞以单个细胞为主,大小均匀、致密,折光性强,生长呈现阶梯式增长,具有同步细胞生长的特性,确定其为同步的G0细胞.利用单细胞光镊拉曼光谱系统对所分离的G0同步细胞与非G0细胞进行分析,结果显示G0同步细胞和非G0细胞的特征峰位置基本一致,但G0细胞对应的蛋白质、糖类、核酸等生物大分子特征峰强度大于非G0细胞,说明G0细胞大分子物质含量要比非G0细胞的高;对G0细胞和非G0细胞进行主成分分析,结果显示,分离的同步化G0细胞之间成分含量差异少,比较均一,而非同步细胞之间内含物质差异大,呈不均一性,说明单细胞光镊拉曼光谱系统可以鉴别同步和非同步细胞.改良后的Percoll连续密度梯度分离方法,能够分离多数酵母菌株同步化细胞,是一种易操作、成本低、效率高的细胞分离方法.

用二维相对论粒子模拟程序(2D-PIC)对强激光与高密度等离子体相互作用中产生的高能质子束及其传播特性进行数值模拟。数值模拟结果表明：密度梯度标长对质子能谱的影响至关重要，增大密度梯度标长厚度，靶后静电场增强，质子的最大能量显著增大；密度梯度标长对从薄靶出射的高能质子束有一定的约束作用，高能质子的加速、准直和发散强烈地依赖于强激光与等离子体之间的空间耦合。

在超短强激光与固体薄膜靶相互作用产生高能离子的研究领域内，由于靶后静电场持续时间较长、离子具有较好的准直性及单能性，靶后鞘层加速(TNSA)机制一直都是研究重点。介绍了TNSA 机制的理论模型、近期的实验结果以及模拟验证，并系统讨论了通过结构优化得到高质量离子束的方案，最后综述了近期国内外利用TNSA 机制加速离子的研究进展。

为了解释超强激光与等离子体相互作用时产生的自生磁场及其产生机制，从动力论出发，用理论分析和数值模拟法研究了强激光打平面薄靶时，由温度梯度和密度梯度的非共线性所决定的自生磁场，得到了自生磁场空间分布的时间演化关系。研究结果表明,当激光入射等离子体时,由于不平行的密度和温度梯度, 在等离子体表面会出现自生磁场。这种磁场明显地影响激光吸收和各种输送过程。

采用理论分析和数值模拟研究了考虑相对论效应的自生磁场及其产生机制，给出了自生磁场的解析表达式，得到了温度梯度和密度梯度的非共线性所引起的自生磁场空间分布的时间演化关系。数值结果表明，当峰值强度为1019 W/cm2的激光作用于凹形靶前表面时，在等离子体表面领域观察到的自生磁场最大值为51×102 T量级，与实验测量结果相符合。

利用单分散的SiO2微球自组装制备了含一种尺寸微球的SiO2胶体晶体和含多种尺寸微球的多层异质结构。对含一种尺寸微球的SiO2胶体晶体进行煅烧和刻蚀处理后，胶体晶体中空隙所占比例大于立方密堆结构的26%，形成了非密堆结构，而且刻蚀时间越长，空隙比例越大。在同样的热处理和刻蚀条件下，微球尺寸越小的胶体晶体被刻蚀的程度越高，结构中空气空隙所占的比例越大。对SiO2多层异质结构经过煅烧和刻蚀处理后，得到了空隙梯度变化的多层结构，以此为模板制备了密度梯度变化的聚苯乙烯多孔薄膜。薄膜各层之间形成了平滑的过渡，没有显示出明显的层间缺陷，且孔与孔之间没有出现3维有序多孔结构中常见的大的连通孔道。

研究了密度梯度对瑞利-泰勒不稳定性的致稳作用,采用有限元算法求解钱得拉塞卡方程本征值问题,得到不同密度分布下理想不可压流体力学量的扰动线性增长率及扰动速度分布。扰动增长率结果与修正的Lindl公式的计算结果比较发现:扰动分布的峰值位于密度梯度标长的取值位置处,波长与密度标长可比拟时,扰动增长率显著偏离Lindl公式,而长波和短波极限情况下,数值解和Lindl公式符合较好。

提出了一种简单的流体密度梯度分布测量系统,该系统在传统纹影系统中引入计量光栅,将光线因流体密度变化引起的偏折转变为投影条纹图的变形,通过分析变形条纹图来提取流体密度梯度分布信息。在分析条纹图时,使用小波变换相位分析法,利用小波变换的局部化特性,有效消除无效数据的影响。实验结果表明:系统的密度梯度测量范围能够达到0.01 g/cm⁴,测量精度能够达到5×10^-6 g/cm⁴。系统装置简单,调节方便,适用于密度变化大的流体密度梯度测量。

通过数值求解等离子体流体力学方程组,研究了短脉冲激光打靶结束后形成的短密度梯度尺度等离子体的冷却降温过程,讨论了热传导、膨胀作功、辐射损失三种冷却机制对降温过程的贡献,并用解流体力学方程组得到的等离子参数计算了MgXI等离子体中波长小于20 nm的所有可能跃迁的自发辐射放大增益系数,分析了它们与环境条件的关系,指出了在MgXI等离子体中获取水窗附近乃至水窗波段软X射线激光的可能性。