纤锌矿结构的氧化锌(ZnO)是一种宽带隙半导体材料，室温下带隙宽度为3.37eV，激子束缚能高达60meV，是制备紫外光电器件的理想材料。由于小尺寸效应及量子限域效应等，纳米尺度的ZnO在物理性质上明显优于它的体材料，可望用于构建微/纳米量级的紫外激光器、紫外发光二极管、高灵敏度的生物/化学传感器等。纳米ZnO实用化的基础是材料的制备。尽管人们已经能够通过多种方法制备不同形貌的ZnO纳米结构，但对ZnO纳米结构的生长因素还不能完全有效地控制，所获得的纳米结构的形貌及物性还存在较大的偶然性，特别是对生长机理的认识还处于较低的层次。所以，在今后一段较长时间内，ZnO纳米结构的制备仍然是ZnO研究的一个重要内容。基于大的相对于空气的折射率以及强的激子增益特性，六角对称的ZnO微/纳米结构本身就是一个自然的激光器，是微/纳米光电器件的理想光源。另外，ZnO还是一种非对称中心的晶体，其体材料就具有大的非线性光学效应，纳米结构的ZnO由于大的比表面，非线性极化率还会进一步增加，这又预示着它在非线性频率变换、多光子器件等领域有着诱人的应用前景。本论文以ZnO纳米材料的制备、受激辐射、以及多光子效应为主要研究内容，获得了一系列有意义的结果。具体研究内容包括以下几个方面：　　 1.通过对原材料、气体过饱和度、生长温度以及生长气氛等因素的控制，用CVD方法制备了多种形貌的ZnO纳米结构，包括纳米线、纳米针、纳米棒，纳米碟、纳米钉以及其它一些形貌优美的纳米结构。借助扫描电子SEM、XRD、TEM等表征手段，基于气-液-固(VLS)机理以及气-固(VS)机理，结合具体的生长条件，对各种纳米结构的成核、生长机理进行了研究。用电弧放电的方法成功地制备了尺寸较小的ZnO纳米棒，基于其具体的生长过程，对生长机理及其光谱特性进行了分析。　　 2.从ZnO纳米线中获得了强的紫外放大自发辐射，基于三能级模型对其阈值及线宽等物理量作了理论上的研究。以350nm以及800nm的飞秒激光作为单光子及多光子激发光源，在ZnO微针中分别获得了单光子以及多光子激发的紫外激光。从品质因子、模式结构等因素分析了激光产生的机理，结果表明，微针中的激光是回音壁模式(WGM)的激光。　　 3.以520nm-680nm不同波长的激光作为激发光源，在ZnO纳米棒中获得了双光子荧光。双光子荧光的强度不仅与激发光强有关，还与激发波长有关。在激发光强一定的情况下，最强双光子荧光的所对应的激发波长相比于用体材料模型计算的结果有一明显的红移。对此，提出了带隙中的缺陷能级以及小尺寸效应可能是造成这种偏差的原因。用1100nm-1400nm的红外飞秒激光作为激发光源，在六角星形的ZnO纳米棒中获得强的三光子、四光子荧光，对其荧光的性质进行了讨论。