水下环境存在光线差、噪声大等复杂情况，导致传统水下目标检测方法检测精度较低、漏检率较高。针对上述问题，在现阶段通用的Faster R-CNN的基础上，提出一种自动色阶与双向特征融合的水下目标检测算法。首先，采用自动色阶对水下模糊图像进行增强处理；其次，采用PAFPN进行双向特征融合，以增强对浅层信息的表达能力；然后，在训练前后均引入柔性非极大值抑制（Soft-NMS）算法，来修正并生成候选目标区域；最后，采用FocalLoss函数，解决正负样本分配不均衡的问题。实验结果表明，所提算法在URPC2020数据集上的检测准确率可达59.7%，召回率可达70.5%，相比现阶段通用的Faster R-CNN算法，分别提高了5.5个百分点和8.4个百分点，有效提高了水下目标检测的准确率。

基于飞秒激光单脉冲多光子聚合原理加工出了高纵宽比的微柱阵列，将其与毛细力自组装相结合，有效实现了单细胞阵列的原位限域捕获；通过优化激光加工参数，实现了锥状微柱阵列的高效率加工，并研究了不同激光功率下微柱直径随高度的变化规律；通过优化微柱阵列参数，实现了基于毛细力自组装原理的三维图案化微结构阵列的高通量制备。在此基础上，本团队进行了二氧化硅微球、乳腺癌细胞(MCF-7)单细胞阵列的原位限域捕获实验验证。荧光成像及扫描电子显微镜的表征结果显示，所提方法可以简单、高效地实现单细胞阵列的高通量原位捕获。本研究提供了一种简便、高效的单细胞阵列原位捕获方法，有望应用于生物医学领域单细胞尺寸的相关研究上。

原子光谱/元素质谱是元素分析的强有力手段, 其在生命分析领域的应用也越来越广泛。 在单细胞元素分析方面, 相关研究工作主要关注元素在单细胞中的分布和形态变化; 在元素标记策略分析领域, 利用原子光谱（atomic spectrometry, AS）和电感耦合等离子体质谱（inductively coupled plasma mass spectrometry, ICP-MS）实现对小分子、 核酸、 蛋白质等目标分析物的高灵敏检测是研究热点; 在金属药物分析领域, ICP-MS为研究金属药物在生物体中的摄入、 分布、 代谢和排泄等过程提供了便利, 也为进一步阐明药物作用机理以及金属药物的设计和改进提供了数据支持; 在生物元素成像领域, ICP-MS与激光剥蚀技术（laser ablation, LA）联用, 可以对生物样品进行原位分析和微区分析, 结合有机质谱实现元素相关生物过程的分子机制研究; 与相关分离方法联用, 原子光谱和元素质谱还可以对生物组织中元素进行形态分析, 研究其在相关过程中的生物转化过程。 本文从单细胞元素分析、 元素标签标记策略、 金属药物转运与代谢以及生物组织中元素分布分析等方面, 评述了原子光谱和ICP-MS在生命分析中的应用实例, 并对该领域的发展前景进行了展望。

根据非Kolmogorov湍流谱和二阶矩理论得到非Kolmogorov湍流中光束漂移模型的一般表达式, 结果表明光束漂移与湍流参数(广义指数参数α、折射率结构参数C2n、湍流外尺度L0和湍流内尺度l0)以及输入平面上的初始二阶矩有关。以部分相干反常椭圆空心高斯光束(PCAEHGB)为例, 对光束漂移的均方根值Bw和相对光束漂移Br进行数值模拟。结果表明, 广义指数参数、折射率结构参数、湍流内尺度、湍流外尺度、相干长度和束腰半径越大, Bw和Br越大。当C2n=10-14 m3-α、传输总路径L=10 km时, Bw≈0.22 m; 当L≈5 km时, Br达到最大。在相同参数条件下,PCAEHGB受湍流的影响比高斯-谢尔模型光束小。

由于农业废弃物价格低廉, 改性后吸附性能优越等优点, 目前利用农业废弃物制作吸附剂吸附污水中的重金属逐渐成为研究热点。 为了研究柠檬渣对污水中Hg2+的吸附动力学, 利用15%硫酸对柠檬渣进行了改性, 测试了吸附剂的孔容与孔径等性能, 并利用差热分析、 红外光谱、 电镜和能谱对样品进行了表征。 结果表明改性柠檬渣吸附Hg2+的吸附速率由膜扩散控制, 符合膜扩散中Lagergren一级动力学方程, 该吸附过程主要为物理吸附。 改性后的柠檬渣吸附性能有较大改善, 孔径分布主要是中孔; 有三个失重过程, 在66 ℃左右有一个吸热峰, 在316和494 ℃左右有两个放热峰。 吸附前后并柠檬渣的基本框架没改变; 样品属于无定型结构。 改性柠檬渣表面疏松、 多孔, 能有效吸附Hg2+。

为找出中国不同类型观测站点能见度的变化特征及其影响因素,对中国350余个气象观测站29年(1980～2008年)的能见度观测数据进行了分析,并使用人口密 度分布数据对观测站点进行分类。结果表明,我国大气能见度在1980年后呈现缓慢下降趋势,整体表现出西高东低的特征,且东部能见度逐年下降趋势显著。 能见度下降地区多集中于气候湿润或人口密度较高的地区,且人口越密集,能见度恶化程度越显著,低能见度事件发生频率越高。我国西北,包括内蒙、新 疆等人口密度较小、气候较为干燥的地区,其能见度呈现逐年好转的趋势,这可能与我国北方地区沙尘暴次数减少及强度减弱有关。我国华南能见度 下降幅度最为显著,人为经济生产活动可能是造成这一现象最主要的原因,而我国华北和华东的能见度变化的区域协同性正逐渐增强,从一个侧面反 映了该地区所面临的区域性污染加重的现象。

基于广义惠更斯-菲涅耳原理，推导出了部分相干环状光束在海洋湍流中传输时光束相干度的解析公式，详细研究了光束相干度以及相干度宽度随传输距离、海洋湍流参数和光束参数的变化。研究结果表明：部分相干环状光束在自由空间和弱海洋湍流中传输时其光束相干度会出现振荡现象，但随着海洋湍流增强最终趋于类高斯分布。在弱海洋湍流情况下，光束相干度宽度在某一传输距离处达到极大值，并且它与环状光束遮拦比和光束相干参数有关。但是，在强海洋湍流情况下，光束遮拦比和相干参数对光束相干度的影响不大。所得结果对工作于水下湍流环境中的部分相干环状光束的应用具有意义.