从湖南大学传来喜讯，该校邹炳锁教授领衔的纳米光子学小组与美国亚利桑那州立大学宁存政教授领衔的纳米光子学小组合作，将半导体激光芯片调谐范围(即发光波长所能调节的范围)扩大，成功地演示出500纳米绿光直至700纳米红光，创下纳米线激光器调谐范围的世界记录，与原来调谐范围最长仅几十纳米相比，发光波长调节范围扩大约10倍。反映这一成果的论文发表在最近一期国际最权威纳米专业杂志《纳米快报》上。
长期以来，如何扩大半导体激光器的调谐范围从而充分发挥激光的作用，一直是国内外许多半导体激光专家奋斗的目标。但制约进步的一个主要因素就是一直无法攻克发光材料和基底材料的结构匹配或应力配合问题，导致材料成分无法大幅调节，因此无法实现激光的大范围调谐。邹炳锁教授领衔的纳米光子学小组另辟蹊径，采用一维纳米结构生长技术，解决了材料中的结构配合问题，可以做出成分大范围调节的纳米线。他们与美国亚利桑那州立大学宁存政教授的光子学团队紧密合作，实现了从绿光、黄光、橙光到红光的单芯片上可调谐的激光发射，解决了这一国际难题。
该项成果将可能在新光源、光通讯、分子和生物传感、太阳能电池等领域得到广泛应用。比如替换白炽灯而改用该种材料的发光器件后，同等条件下发出的光将比现在亮得多；应用到光通讯领域，可很好地改善光子元件的性能，大大提高光通讯的效能；应用到分子和生物传感与检测方面后，将能制备出与原来完全不同的可以自主发光的传感器件，大大提高分子和生物传感与检测的效率或灵敏度；这种可调激光器还能用于改善目前的光谱技术；此外，这种材料还可用来做太阳能电池的基板，将大大提高光电转换效率。
长期以来，如何提高半导体激光器的调谐范围从而充分发挥激光的作用，一直是国内外专家奋斗的目标；但制约这一进步的主要因素就是一直无法攻克发光材料和基底材料的结构或应力配合问题，导致材料成分无法大幅调节，因此无法实现激光的大范围调谐。
一般半导体激光器调谐范围最长仅几十纳米，制约了它在许多领域的应用。邹炳锁领衔的纳米光子学小组另辟蹊径，采用一维纳米结构生长技术，避免了材料中的结构配合问题，可以做出成分可大范围调节的纳米线，与宁存政的光子学团队紧密合作，实现了从绿光、黄光、橙光到红光的单芯片上可调谐的激光发射，解决了这一国际难题。
邹炳锁领衔的团队近年一直致力于低维半导体纳米结构光子学研究，并在国内率先开展半导体纳米线光波导和纳米激光器等方面的研究，在多功能半导体纳米结构光子学材料、器件和理论的研究方面取得了多项重要成果，处于国内领先和国际先进水平。
纳米激光器相关信息
纳米导线激光器如何发明的
2001年，美国加利福尼亚大学伯克利分校的研究人员在只及人的头发丝千分之一的纳米光导线上制造出世界最小的激光器—纳米激光器。这种激光器不仅能发射紫外激光，经过调整后还能发射从蓝色到深紫外的激光。研究人员使用一种称为取向附生的标准技术，用纯氧化锌晶体制造了这种激光器。他们先是“培养”纳米导线，即在金层上形成直径为20nm～150nm，长度为10000nm的纯氧化锌导线。然后，当研究人员在温室下用另一种激光将纳米导线中的纯氧化锌晶体激活时，纯氧化锌晶体会发射波长只有17nm的激光。这种纳米激光器最终有可能被用于鉴别化学物质，提高计算机磁盘和光子计算机的信息存储量。
紫外纳米激光器
继微型激光器、微碟激光器、微环激光器、量子雪崩激光器问世后，美国加利福尼亚伯克利大学的化学家杨佩东及其同事制成了室温纳米激光器。这种氧化锌纳米激光器在光激励下能发射线宽小于0.3nm、波长为385nm的激光，被认为是世界上最小的激光器，也是采用纳米技术制造的首批实际器件之一。在开发的初始阶段，研究人员就预言这种ZnO纳米激光器容易制作、亮度高、体积小，性能等同甚至优于GaN蓝光激光器。由于能制作高密度纳米线阵列，所以，ZnO纳米激光器可以进入许多今天的GaAs器件不可能涉及的应用领域。为了生长这种激光器，ZnO纳米线要用催化外延晶体生长的气相输运法合成。首先，在蓝宝石衬底上涂敷一层1 nm~3.5nm厚的金膜，然后把它放到一个氧化铝舟上，将材料和衬底在氨气流中加热到880℃~905℃，产生Zn蒸汽，再将Zn蒸汽输运到衬底上，在2min~10min的生长过程内生成截面积为六边形的2µm~10µm的纳米线。研究人员发现，ZnO纳米线形成天然的激光腔，其直径为20nm~150nm，其大部分（95％）直径在70nm~100nm。为了研究纳米线的受激发射，研究人员用Nd:YAG激光器（266nm波长，3ns脉宽）的四次谐波输出在温室下对样品进行光泵浦。在发射光谱演变期间，光随泵浦功率的增大而激射，当激射超过ZnO纳米线的阈值（约为40kW／cm）时，发射光谱中会出现最高点，这些最高点的线宽小于0.3nm，比阈值以下自发射顶点的线宽小1/50以上。这些窄的线宽及发射强度的迅速提高使研究人员得出结论：受激发射的确发生在这些纳米线中。因此，这种纳米线阵列可以作为天然的谐振腔，进而成为理想的微型激光光源。研究人员相信，这种短波长纳米激光器可应用在光计算、信息存储和纳米分析仪等领域中。
