ZnO是一种宽带半导体材料，其结合能高达60meV，引起人们广泛的关注。其中，一维ZnO微米/纳米线由于具有很强的非线性光学效应和优良的物理化学稳定性，在集成微纳光电器件、高速全光开光和新型微纳激光光源等中有着广泛的应用。一维ZnO微米/纳米线的各种线性和非线性光学特性，如光致发光、二次谐波和双光子吸收等，吸引了很多研究者的目光。其中，双（多）光子吸收在超高分辨成像，光泵浦受激辐射等领域较传统的单光子吸收方式有着其独特的优势，而成为相关领域的研究热点。

研究单根ZnO微米/纳米线的非线性光学特性，较之传统阵列状的ZnO微米/纳米线样品，更有利于定量研究，如：精确控制纳米线的尺寸、偏振角等条件。但其信号相对微弱，对样品定位，信号采集等方面要求较高。最近，王凯博士通过改进Z扫描测试法，完善了其理论模型，使其成功地用于一维微纳样品非线性光学特性的测试。系统地研究了单根ZnO微米/纳米线非线性光学吸收各向异性，首次发现了其非线性吸收系数随入射光偏振角和样品方位角的变化关系，同时通过优化入射光偏振角和样品方位角获得了最佳的非线性吸收效率；研究了纳米线尺寸因素的影响；发现了ZnO微米线和ZnO单晶晶体，当激发光偏振方向沿c轴时具有最大的非线性吸收效率；随尺寸不断减小，偏振方向垂直于c轴时的分量逐渐变大，这样通过优化纳米线的尺寸可以进一步提高其非线性吸收效率，将在新型集成紫外微纳器件上有重要的应用。

该项研究工作得到国家自然科学基金、973计划项目、高等学校优秀博士学位论文作者专项基金、教育部新世纪优秀人才支持计划的支持。该研究结果已于正式发表在Nano Letters 12, 833(2012) (2012年IF：13.025）。

左图为焦面激光二维扫描成像结果，纳米线的非线性吸收信号呈一维线状分布。

右图为不同尺寸ZnO微米/纳米的非线性吸收随入射光偏振角的变化关系。