表面二次谐波（Surface SHG）仅在非线性介质表面的纳米尺度范围内产生，不受相位匹配条件的限制且激发光的局域场增强效应明显，有可能获得高的谐波转换效率。刘为为博士生和王凯讲师在系统研究单根ZnTe纳米线光学特性的基础上，首次在实验中观测到了横向发射的表面二次谐波光源（如图a、b所示）。实验测得的谐波转换效率高达5×10^-6，比之前报道的相关结果提高了两个数量级；而且谐波光源的发散角仅4°，明显优于之前报道的结果（~50°）。进一步研究表明，表面二次谐波的偏振态、发射方向等均对激发光偏振方向有特定的依赖关系(如图(c)、(d)所示)。这种高转换效率、小发散角的表面二次谐波不仅在可调控微纳紫外光源、非线性光学显微成像和偏振微光器件等方面具有重要应用前景，而且为材料表面特性相关研究提供了新的实验依据。

该工作是超快光学研究团队与光电国家实验室沈国震教授通力合作完成的，历时1年多，实验所用的ZnTe纳米线是由沈国震教授研究组合成并表征。该成果已被Nano Letters接收发表(http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/nl401921s，2012年影响因子 13.025)。该工作得到了国家自然科学基金(Nos.60925021,11104095,51002059)和973项目(Nos.2014CB921301, 2011CB933300)的资助。

图(a). ZnTe纳米线的光学显微镜图片; (b)垂直于纳米线生长轴横向发射的表面二次谐波的暗场图像；(c)表面二次谐波出射方向和强度随激发光偏振角的变化曲线；(d)基于有限元方法计算的纳米线附近激发光强度分布图。