双光子泵浦微腔激光在光信息存储、光学上转换、三维微加工和生物医学等领域具有重要的应用前景，引起了国内外学者的极大关注。目前文献已报道的微纳结构双光子泵浦激光介质研究较少，仅有的几例也只局限在有机材料，但有机分子在固体状态下的量子产率低，光化学稳定性不高，极大阻碍了它们的实际应用。
针对上述问题，材料系硅材料国家重点实验室钱国栋教授课题组创新性地提出采用离子交换的方法，将有机激光染料分子组装入金属-有机框架材料（metal-organic frameworks, MOFs）的一维孔道中，制备微米尺度的双光子泵浦激光介质的思路，实现了双光子泵浦微腔的室温激射。他们通过离子交换的方法将具有较大双光子吸收截面的有机染料4-(p-二甲氨基苯乙烯)-1-甲基吡啶（DMASM）有序组装到具有晶态结构的框架材料bio-MOF-1的一维孔道中，利用框架材料的孔道对染料分子的有序隔离与约束作用，使复合体系中染料的荧光量子效率从溶液状态下的0.45%大幅提高到25.87%。同时，巧妙利用框架材料bio-MOF-1的两个平行晶面构成微米尺度的Fabry-Pérot谐振腔，在室温下实现了双光子泵浦的激射，激光谐振腔的品质因子Q值最大可达1500。这一研究成果为新型微纳光子学材料和器件的设计与制备提供了新的思路。
上述成果于10月30日在线发表于Nature子刊《自然－通讯》（Confinement of pyridinium hemicyanine dye within an anionic metal-organic framework for two-photon-pumped lasing，Nature Communications，4:2719，DOI: 10.1038/ncomms3719），论文通讯作者为钱国栋教授和陈邦林教授，博士生郁建灿和课题组青年教师崔元靖副教授为共同第一作者。上述研究工作得到了国家自然科学基金、浙江省自然科学基金、浙江大学唐仲英传感材料及应用研究中心等的资助。
