DOI:10.1021/acsnano.0c00870
利用光學檢測方案的診斷設備的小型化要求設計結合小尺寸、高性能以有效激發發色團的光源，以及易于耦合到具有復雜和非平面形狀組件的機械柔性。在此，介紹了具有內部結構有序性的ZnO納米線-納米纖維混合物，該材料具有極化受激發射、光模的低傳播損耗和結構柔性等優點。在電紡材料上進行的超快速瞬態吸收實驗顯示出光學增益，該增益會導致自發發射放大，其閾值低于薄膜中的閾值。這些系統具有高度的柔性，可以方便地適應曲面，這使其成為各種設備平臺（例如可彎曲的激光器、光學網絡和傳感器）以及生物成像、光致交聯和光學成像等應用中有吸引力的有源元件。
圖1.不同放大倍數下，用過的ZnO NPs（a，b）和ZnO NWs（c，d）的TEM圖像。NPs和NWs都易于在成像前形成簇。
圖2.（a，b）摻雜有ZnO NPs（a）和ZnO NWs（b）的纖維的SEM顯微照片。插圖顯示了纖維樣品的照片。（c）摻雜有ZnO NPs的電紡纖維的熒光圖像。（d）通過透射光顯微鏡成像的ZnO NWs摻雜的纖維。插圖：以虛線框突出顯示樣品區域的放大。（e，f）沿著圖右側所示的相應AFM圖像中的虛線，結合了ZnO NPs（e）和ZnO NWs（f）的示例性纖維的輪廓。頂部圖：藍色虛線框中輪廓區域的放大（纖維的頂部區域）。電紡溶液中的相對重量比（NPs/聚合物或NWs/聚合物）：χ=30％。
圖3.含ZnO NWs的復合纖維的TEM（a，b）和SEM（c）顯微照片。χ=30％。（d）ZnO NWs相對于纖維縱軸的取向角分布。0°對應于平行于纖維長度的方向。
圖4.（a）摻雜有ZnO NPs（黑線）和NWs（紅線）的PMMA薄膜的歸一化吸收光譜。（b，c）摻雜有ZnO NPs（b）和NWs（c）的薄膜（黑線）和纖維（紅線）的標準化PL發射。插圖：可見光譜范圍內的放大PL光譜。
圖5.摻有ZnO NWs的纖維的飛秒泵浦-探針光譜。（a）2DΔT/T圖與探針波長和泵浦探針延遲的函數關系。（b）在選定的泵浦探針延遲處的ΔT/T譜圖。（c，d）短（c）和長（d）延遲在選定探針波長下的ΔT/T動態。對來自χ=10％的溶液中的樣品進行泵浦探針測量[請參見插圖（d）中的圖片]），以避免由于大量納米復合材料的光散射而導致透射和光譜偽像過度衰減。
圖6.（a）不同泵通量的納米線-纖維的PL光譜，突出顯示了ASE峰。（b）ASE強度（紅色圓圈，左側垂直標度）和光譜的FWHM（藍色三角形，右側垂直標度）與泵流量的函數關系。（c）納米線-纖維的偏振依賴性ASE強度。通過分析儀從纖維的切割端收集發射的光，該偏振儀的偏振平行于樣品表面（0°，紅線），垂直于樣品表面（90°，黑線）（插圖中的方案）。χ=30％。
圖7.（a）測量的ASE光束發散度。ASE光束半徑（點）與檢測器距離Z的關系。插圖：在不同距離處測得的發射點的顯微照片。（b-d）與非平面表面和光學系統耦合的納米線-纖維的示例。（b）纏繞在毛細管玻璃管彎曲表面上的納米線-纖維墊。（c，d）來自納米線-纖維的紫外線激發管中的粘稠羅丹明6G溶液。染料發出的光然后沿著玻璃和粘性流體引導，并在毛細管末端產生一個約2mm的光斑（圖c的插圖），以照亮液體樣品（d）。
