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一维半导体纳米结构作为纳米激光器的天然载体,因其能同时作为光学谐振腔和增益介质,而被广泛研究。迄今为止,关于ZnO、ZnS、GaN、CdS和CdSSe等一维纳米结构的激射现象已经有很多报道,其中降低激射阈值的研究是提高纳米线激光器器件化性能的重要研究方向之一。在本论文中,我们发现在不同气体条件下,可以有效降低一维纳米结构的激射阈值,区别于已有报道中利用结构优化或表面等离子体增强调制纳米线激光器阈值的方法。首次详细研究了不同气体环境下CdS纳米结构的激射行为及阈值变化情况,在不同气体（Ar、N2及He）保护环境下,纳米线的激射阈值由大气环境中的10.5 MW/cm2依次降低到9.82MW/cm2、8.25 MW/cm2和7.22 MW/cm2,我们发现阈值降低的原因是由于强激发下纳米结构中的电子受气体瞬态极化的影响,更容易产生粒子数反转。此外,通过对不同纳米结构中激射现象的对比研究,发现了不同谐振腔对激射行为的影响,在CdS梳状阵列结构中由于节点处没有固定的谐振腔,所以只能观察到放大的自发发射,而在纳米线和纳米带中却分别出现了以激子-电子（ex-el）散射和电子空穴等离子体（EHP）复合为机制的激射现象。利用增强的电荷耦合器件（ICCD）实时观测到了梳状结构和不同纳米结构的激射行为,通过实时激射图像实现了对激射的微腔模式的区分,在纳米线和纳米带中分别观察到了WGM和F-P模式的激射现象。除了上述激射行为的研究,我们还研究了多波长注入下的多分支CdS梳状结构的波导行为,作为阵列发光结构,该类阵列结构可以被应用到高集成度的光子电路系统中。通过对CdS梳状阵列结构光波导性质的研究,结合相应的STEM照片,揭示了两种不同梳状结构的生长方式,即分支直接生长于主干上的梳状结构（类型I）和分支“嫁接”于主干的梳状结构（类型II）。通过对多波长注入下CdS梳状结构光波导性质的研究,发现多波长光束在两种梳状阵列结构中的传输效率有明显的差异,对于类型I,在其带隙附近及高于带隙能量的光由于CdS材料大的吸收系数,光被吸收转化成带边发射实现波导,而低于带隙能量的光可以通过梳状结构实现多分支波导传输。对于类型II,基本不能实现很高效的波导,其原因在于分支和主干节点生长方式上的差异导致散射中心的存在与否。此外,本文通过增加注入激发功率,首次观察到了阵列纳米结构的多色调节,多根纳米线阵列发光颜色由红光到绿光的逐渐过渡。通过Sn掺杂CdS梳状结构载流子的动力学研究,我们发现这种变化源于本征带边态和Sn掺杂引入的缺陷态的此消彼长过程。