CN113311520A - 可见光-近红外波段的光波吸收器及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可见光‑近红外波段的光波吸收器及其制造方法。可见光‑近红外波段的光波吸收器包括：衬底层，衬底层具有晶格周期，衬底层为金属材质的单层结构；调谐吸收层，与衬底层在厚度方向上堆叠并设置于晶格周期内，调谐吸收层包括中心柱体、环绕于中心柱体外部的至少两个环体以及环绕最外侧的环体设置的外嵌结构体，中心柱体与最内侧的环体之间以及相邻两个环体之间形成环形空腔，环形空腔延伸至衬底层的表面以贯穿调谐吸收层，中心柱体、至少两个环体以及外嵌结构体中相邻两者中一者为半导体材料，另一者为金属材料。本发明的可见光‑近红外波段的光波吸收器能够实现多频带、窄频带、高吸收峰值的光波吸收效果。

Description

可见光-近红外波段的光波吸收器及其制造方法

技术领域

本发明涉及光波吸收设备技术领域，特别是涉及一种可见光-近红外波段的光波吸收器及其制造方法。

背景技术

共振等离子体和超材料纳米结构由于具备特有的动力学性质，如光学负折射、完美透镜和电磁遮掩而引起了人们的极大关注。入射光与金属表面的自由电子产生的集体振荡是这些特有的动力学性质的起源，也获得许多令人欣喜的应用，如生物传感器、光学滤波器和纳米激光器。虽然金属的固有光学损耗是这些器件性能的主要限制，但对于增强光吸收是有利的。2008年，首次提出了一种吸收几乎完美的理想超材料吸波材料，同时激发电磁共振，实现与周围空气的阻抗匹配。之后，基于不同物理机制的实际吸收体在理论上和实验上已经在宽光谱范围内得到了证明，就其吸收频带带宽而言，其一般可以分为宽带吸收体和窄带吸收体。虽然宽带吸收器一般用于热光伏器，但窄带完美吸收器可用于传感器，吸收滤波器和热辐射调节器。

目前，超材料吸波器可以借助微纳结构中不同的共振模式或光场耦合效应实现超材料器件对光吸收效率的增强。其中，光场耦合效应例如是：法诺共振、等离子体共振、近场耦合、尖端共振耦合或光腔耦合效应等。微纳结构指的是微米或纳米尺度的结构。在超材料多频带吸收器的设计领域中，各式各样的多频带吸收器被设计出来，例如，有些设计将超材料的上层功能化图案的调谐吸收单元设计成“工”型结构，而下层衬底层为多层衬底结构。通过多层衬底层之间的共振光腔的设计，增强对某些特定波段的入射波之间以及入射波与图案化功能材料之间的近场耦合，从而实现多频带吸收的目的。在多频带谐吸收器的技术方案中，大都采用了多层衬底层结构，利用多层衬底层之间形成的共振光腔，能够对入射光产生共振的光腔吸收。另外，对于上层功能化图案的调谐吸收单元的材料，利用独特的设计，一定程度上能够对某些波段的入射光产生吸收效应，从而实现多频带吸收。然而，在目前多频带吸收器的技术方案中，存在吸收峰的数量较少，而且峰值吸收强度不高，吸收频带带宽较大等缺点。

发明内容

本发明提供一种可见光-近红外波段的光波吸收器及其制造方法，可见光-近红外波段的光波吸收器能够实现多频带、窄频带、高吸收峰值的光波吸收效果。

一方面，本发明提出了一种可见光-近红外波段的光波吸收器，其包括：

衬底层，衬底层具有晶格周期，衬底层为金属材质的单层结构；

调谐吸收层，与衬底层在厚度方向上堆叠并设置于晶格周期内，调谐吸收层包括中心柱体、环绕于中心柱体外部的至少两个环体以及环绕最外侧的环体设置的外嵌结构体，中心柱体与最内侧的环体之间以及相邻两个环体之间形成环形空腔，环形空腔延伸至衬底层的表面以贯穿调谐吸收层，中心柱体、至少两个环体以及外嵌结构体中相邻两者中一者为半导体材料，另一者为金属材料。

根据本发明的一个方面，至少两个环体分别与中心柱体同心设置；或者，调谐吸收层为对称结构。

根据本发明的一个方面，调谐吸收层的数量为两个以上，两个以上的调谐吸收层周期性阵列分布，相邻两个调谐吸收层间隔设置。

根据本发明的一个方面，外嵌结构体外轮廓呈矩形；和/或，中心柱体为圆柱形；和/或，环体为圆环形。

根据本发明的一个方面，衬底层具有凹部，至少部分调谐吸收层容纳于凹部内，凹部的数量与调谐吸收层的数量相同。

根据本发明的一个方面，凹部的形状与外嵌结构体的外轮廓结构相匹配。

根据本发明的一个方面，晶格周期呈正方形，晶格周期的晶格边长小于入射光波长；或者，晶格周期的晶格边长为450纳米至550纳米。

根据本发明的一个方面，中心柱体为金属材料，外嵌结构体为半导体材料。

根据本发明的一个方面，金属材料为金、铁或钨中的至少一种，半导体材料为硅、锗和砷化镓中的至少一种，衬底层的材料为金、铁或钨中的至少一种。

根据本发明的一个方面，环体的数量为两个，最内侧的环体的最小内径尺寸为90纳米至130纳米，最大外径尺寸为140纳米至180纳米，最外侧的环体的最小内径尺寸为165纳米至210纳米，最大外径尺寸为200纳米至250纳米，中心柱体的最大径向尺寸为70纳米至100纳米。

根据本发明的一个方面，环形空腔的径向宽度为20纳米至30纳米；和/或，调谐吸收层的厚度为90纳米至160纳米；和/或，衬底层的厚度大于等于50纳米。

根据本发明实施例的光波吸收器包括衬底层和调谐吸收层两种结构。调谐吸收层和衬底层之间可以形成微型谐振单元，从而使得光波吸收器可以对入射光产生阻抗匹配。在中心柱体和相邻的环体之间、相邻两个环体之间以及最外侧的环体和外嵌结构体之间均可以形成法诺共振，从而使得峰值吸收更加明显、尖锐。同时，金属材料自身具有表面等离子体效应，从而最外侧的环体和外嵌结构体之间也存在近场耦合效应。调谐吸收层和衬底层之间可以产生尖端共振耦合和光腔耦合效应。这里，入射光指的是可见光-近红外波段的光波。这样，本发明实施例的光波吸收器具备多频带、窄频带、高吸收峰值的光波吸收效果。

另一个方面，根据本发明提供的一种可见光-近红外波段的光波吸收器的制造方法，其包括如下步骤：

制作衬底层，衬底层具有晶格周期，衬底层为金属材质的单层结构；

制作调谐吸收层，包括：

在衬底层的晶格周期内形成第一结构层，再去除第一结构层内部的材料形成待填料空间，预留部分形成外嵌结构体；

在待填料空间内填充材料并形成第二结构层，再去除第二结构层的材料以使预留部分形成第一环体；

在第一环体内填充材料并形成第三结构层，再去除第三结构层的材料以使预留部分形成第二环体；

在第二环体内填充材料并形成第四结构层，再去除第四结构层的材料以使预留部分形成中心柱体；

其中，第一环体嵌接于外嵌结构体内侧，第一环体与第二环体之间以及中心柱体与第一环体之间均形成环形空腔；中心柱体、第一环体、第二环体以及外嵌结构体中相邻两者中一者为半导体材料，另一者为金属材料。

根据本发明的另一个方面，在衬底层的表面上制作凹部，在凹部内制作调谐吸收层。

附图说明

下面将通过参考附图来描述本发明示例性实施例的特征、优点和技术效果。

图1是本发明一实施例公开的一种光波吸收器的结构示意图；

图2是本发明一实施例公开的一种光波吸收器的分解结构示意图；

图3是本发明一实施例公开的一种光波吸收器的正入射情况的吸收光谱曲线示意图。

在附图中，附图未必按照实际的比例绘制。

标记说明：

1、光波吸收器；

10、衬底层；101、晶格周期；11、凹部；

20、调谐吸收层；201、环形空腔；21、中心柱体；22、环体；23、外嵌结构体；

X、长度方向；Y、宽度方向；Z、厚度方向。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本发明的原理，但不能用来限制本发明的范围，即本发明不限于所描述的实施例。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向，并不是对本发明的具体结构进行限定。在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

为了更好地理解本发明，下面结合图1至图3对本发明实施例进行描述。

参见图1所示，本发明实施例提出一种可见光-近红外波段的光波吸收器1，其包括衬底层10以及调谐吸收层20。衬底层10具有晶格周期101。衬底层10为金属材质的单层结构。调谐吸收层20与衬底层10在厚度方向上堆叠并设置于晶格周期101内。调谐吸收层20包括中心柱体21、环绕于中心柱体21外部的至少两个环体22以及环绕最外侧的环体22设置的外嵌结构体23。至少两个环体22相互套设。中心柱体21与最内侧的环体22之间以及相邻两个环体22之间形成环形空腔201。环形空腔201沿厚度方向Z延伸至衬底层10的表面以贯穿调谐吸收层20。衬底层10的部分表面从环形空腔201暴露于外部环境。中心柱体21、至少两个环体22以及外嵌结构体23中相邻两者中一者为半导体材料，另一者为金属材料，从而使得半导体结构体和金属结构体交替设置。衬底层10和调谐吸收层20均为纳米级结构。环形空腔201内可以视作空气填充。

本发明实施例的光波吸收器1包括衬底层10和调谐吸收层20两种结构。调谐吸收层20和衬底层10之间可以形成微型谐振单元，从而使得光波吸收器1可以对入射光产生阻抗匹配。在中心柱体21和相邻的环体22之间、相邻两个环体22之间以及最外侧的环体22和外嵌结构体23之间均可以形成法诺共振，从而使得峰值吸收更加明显、尖锐。同时，金属材料自身具有表面等离子体效应，从而最外侧的环体22和外嵌结构体23之间也存在近场耦合效应。调谐吸收层20和衬底层10之间可以产生尖端共振耦合和光腔耦合效应。这里，入射光指的是可见光-近红外波段的光波。这样，本发明实施例的光波吸收器1具备多频带、窄频带、高吸收峰值的光波吸收效果。另外，光波吸收器1以半导体材料和金属材料为主，从而制作工艺简易，材料来源广泛，能够很容易地加工成复杂的图案以获得所需的电磁特性，使实际应用推广中更具优势。

在一个实施例中，可见光-近红外波段的光波可以是波长为400纳米到1600纳米波段的可见光。

在一个实施例中，衬底层10可以用于反射入射光，同时可以有效降低入射光透射的可能性。在吸收峰值处，入射波对于衬底层10的反射率比较小。在衬底层10的厚度满足预定要求时，透射率可以为零，从而可以实现该吸收峰值处的最大限度的吸收。在一个示例中，衬底层10的材料为金、铁或钨中的至少一种。优选地，衬底层10的材料为金。

在一个实施例中，金属材料为金、铁或钨中的至少一种。半导体材料为硅、锗和砷化镓中的至少一种。

在一个实施例中，中心柱体21为金属材料。靠近中心柱体21的环体22为半导体材料。远离中心柱体21的环体22为金属材料。最外围的外嵌结构体23为半导体材料。在其它一些实施例中，环体22的数量不局限于两个，也可以是三个以上。相邻两个环体22中的一者为金属材料，另一者为半导体材料。在一个示例中，两个环体22分别与中心柱体21同心设置。

在一个实施例中，调谐吸收层20为对称结构。可选地，调谐吸收层20沿通过中心柱体21中心点的直线对称。由于衬底层10上的调谐吸收层20为对称结构，因此使得光波吸收器1的吸收表现的吸收效率为极化不敏感，也对偏振角几乎不敏感。

在一个实施例中，外嵌结构体23的外轮廓可以呈矩形。优选地，外嵌结构体23的外轮廓呈正方形。外嵌结构体23的四个尖端也可以产生尖端共振耦合和光腔耦合效应，有利于提升光波吸收性能。中心柱体21可以为圆柱形。环体22可以为圆环形。在其它一些实施例中，外嵌结构体23外轮廓可以呈矩形。中心柱体21的横截面可以为正四边形、正五边形或正六边形等正多边形。环体22可以为正四边形、正五边形或正六边形等正多边形。环体22的形状与中心柱体21的形状相匹配。可以理解地，外嵌结构体23外轮廓、中心柱体21和环体22的结构并不局限于上述结构，只要是可以实现相同功能的结构均在本发明的保护范围内。

在一个实施例中，调谐吸收层20的数量为两个以上。两个以上的调谐吸收层20周期性阵列分布。相邻两个调谐吸收层20间隔设置。衬底层10具有相同数量的晶格周期101。这里，晶格周期101指的是衬底层10上划分出的一个区域，并不是指的原子在晶体中排列规律的空间格架。每个晶格周期101对应一个调谐吸收层20。晶格周期101的中心与中心柱体21的中心重合。优选地，每行中调谐吸收层20的数量与每列中调谐吸收层20的数量相同。在一个示例中，晶格周期101呈正方形。晶格周期101的晶格边长小于入射光波长。可选地，晶格周期101的晶格边长P为450纳米至550纳米。在一个示例中，参见图1所示，衬底层10上设置九个调谐吸收层20。九个调谐吸收层20按照晶格周期101周期性阵列分布。长度方向X上三个调谐吸收层20组成一行，而宽度方向Y上三个调谐吸收层20组成一列。三个调谐吸收层20分别设置于三个晶格周期101。入射光沿厚度方向Z正面入射。在各个调谐吸收层20之间的间隙区域可以形成多个共振区域，存在谐振吸收，从而使得各个调谐吸收层20之间形成多个微型吸收单元，同时各个调谐吸收层20之间存在吸收频率的相互叠加，能够有利于实现对特殊波段的入射光的高效吸收。

在一个实施例中，参见图2所示，衬底层10具有沿厚度方向Z凹陷的凹部11。凹部11的数量与调谐吸收层20的数量相同。在一个示例中，调谐吸收层20的一部分容纳于凹部11内，一部分凸出于衬底层10的表面，使得调谐吸收层20的表面高于衬底层10的表面。在另一个示例中，调谐吸收层20整体容纳于凹部11内，调谐吸收层20的表面与衬底层10的表面相齐平，或者，调谐吸收层20的表面低于衬底层10的表面。优选地，调谐吸收层20整体容纳于凹部11内，并且调谐吸收层20的表面和衬底层10的表面相齐平。在一个示例中，凹部11的形状与外嵌结构体23的外轮廓结构相匹配。可选地，凹部11为正方形结构，而外嵌结构体23的外轮廓结构也为正方形结构。在一个示例中，凹部11设置于晶格周期101内。

在一个实施例中，环体22的数量为两个，其中，最内侧的环体22的最小内径尺寸为90纳米至130纳米，最大外径尺寸为140纳米至180纳米，而最外侧的环体22的最小内径尺寸为165纳米至210纳米，最大外径尺寸为200纳米至250纳米。中心柱体21的最大径向尺寸为70纳米至100纳米。可选地，两个环体22均为圆环形，此时，最小内径尺寸指的是内侧直径，最大外径尺寸指的是外侧直径。中心柱体21为圆柱形，此时，最大径向尺寸指的是外侧直径。在一个实施例中，环形空腔201的径向宽度为20纳米至30纳米。调谐吸收层20的厚度为90纳米至160纳米。衬底层10的厚度大于等于50纳米。优选地，衬底层10的厚度小于入射光的波长。

在一个优选实施例中，衬底层10上的正方形的晶格周期101的边长P等于500纳米。中心柱体21的直径为85纳米。最内侧的环体22的内侧直径为110纳米，外侧直径为160纳米，而最外侧的环体22的内侧直径为185纳米，外侧直径为225纳米。衬底层10的厚度为120纳米。

下面通过一个实施例来进一步说明本发明的技术方案，但并不限定本发明的保护范围：

本实施例中，衬底层10为正方形。衬底层10的材料为金属材料。中心柱体21为圆柱形。中心柱体21的材料是金属材料。环体22的数量为两个并且均为圆环。内侧的环体22的材料为半导体材料，而外侧的环体22的材料为金属材料。外嵌结构体23为正方形。外嵌结构体23的材料为半导体材料。

图3示意性地显示了本发明一实施例中入射光沿厚度方向Z正入射至光波吸收器1情况的吸收光谱曲线图。参见图3所示，光波吸收器1可以实现对波长为400纳米到1600纳米波段的光波形成多达七个吸收峰。从左到右七个吸收峰峰值位置和峰值吸收率依次是：

λ₁＝433nm，A1＝83.3％；

λ₂＝547nm，A2＝98.2％；

λ₃＝627nm，A3＝84.4％；

λ₄＝807nm，A4＝97.9％；

λ₅＝936nm，A5＝93.8％；

λ₆＝1096nm，A6＝61％；

λ₇＝1348nm，A7＝99.3％。

通过图3所示曲线分析可以得出，本发明实施例的衬底层10与调谐吸收层20的结构设计能够实现波长在400纳米至1600纳米的可见光-近红外波段多达七个吸收峰的多频带吸收，并且六个吸收峰的峰值吸收率可以超过85％，同时保证吸收频带的带宽较窄。本发明实施例的光波吸收器1具有高吸收性能，能够很好的起到滤波的效果，可以比现有的多频带吸收器的吸收频带数更多，吸收峰值效果更好。

本发明实施例的光波吸收器1是一种基于金属-半导体结构的新型超材料多频带吸收器，能够实现在可见光-近红外波段的极化不敏感多频带、窄频带光波吸收。在各个调谐吸收单元之间以及调谐吸收单元和衬底层10之间可以形成一系列的谐振单元，并且可以实现法诺共振、近场耦合、阻抗匹配以及尖端共振耦合等效应，从而产生多频带、窄频带吸收。本发明实施例的光波吸收器1整体可以实现厚度较小、结构更加紧凑，同时具有较宽波段的光谱吸收性能，从而可以适用于太阳能和光电子学等领域，具有更广阔的应用前景。

本发明实施例还提供一种可见光-近红外波段的光波吸收器1的制造方法，其包括如下步骤：

制作衬底层10，衬底层10具有晶格周期101，衬底层10为金属材质的单层结构；

制作调谐吸收层20，包括：

在衬底层10的晶格周期101内形成第一结构层，再去除第一结构层内部的材料形成待填料空间，预留部分形成外嵌结构体23；

在待填料空间内填充材料并形成第二结构层，再去除第二结构层的材料以使预留部分形成第一环体；

在第一环体内填充材料并形成第三结构层，再去除第三结构层的材料以使预留部分形成第二环体；

在第二环体内填充材料并形成第四结构层，再去除第四结构层的材料以使预留部分形成中心柱体21；

其中，中心柱体21、第一环体、第二环体以及外嵌结构体23中相邻两者中一者为半导体材料，另一者为金属材料，第一环体嵌接于外嵌结构体23内侧，第一环体与第二环体之间以及中心柱体21与第一环体之间均形成环形空腔201。

在一个实施例中，在衬底层10的表面上制作凹部11，在凹部11内制作调谐吸收层20。凹部11设置于晶格周期101内。在一个示例中，晶格周期101呈正方形。

在一个实施例中，衬底层10为金属材质。在衬底层10上形成正方形的半导体层。正方形的半导体层为第一结构层。对该半导体层采用蚀刻工艺蚀刻去除内部材料形成圆形孔状的待填料空间，预留部分形成外嵌结构体23。待填料空间沿厚度方向Z贯穿半导体层。然后采用溅射工艺在待填料空间内形成圆形的金属层。该金属层为第二结构层。采用蚀刻工艺蚀刻去除内部材料以使预留部分形成第一环体。第一环体嵌入外嵌结构体23，而第一环体的外周表面与外嵌结构体23的内周表面相接触。然后在第一环体内形成圆形的半导体层。圆形的半导体层为第三结构层。采用蚀刻工艺蚀刻去除外侧材料和内部材料以使预留部分形成第二环体。第二环体与第一环体间隔设置。采用溅射工艺在第二环体内形成圆形的金属层。该金属层为第四结构层。采用蚀刻工艺蚀刻去除外侧材料以使预留部分形成中心柱体21。第二环体与中心柱体21间隔设置。

虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件，尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (13)

1.一种可见光-近红外波段的光波吸收器，其特征在于，包括：

衬底层，所述衬底层具有晶格周期，所述衬底层为金属材质的单层结构；

调谐吸收层，与所述衬底层在厚度方向上堆叠并设置于所述晶格周期内，所述调谐吸收层包括中心柱体、环绕于所述中心柱体外部的至少两个环体以及环绕最外侧的所述环体设置的外嵌结构体，所述中心柱体与最内侧的所述环体之间以及相邻两个所述环体之间形成环形空腔，所述环形空腔延伸至所述衬底层的表面以贯穿所述调谐吸收层，所述中心柱体、至少两个所述环体以及所述外嵌结构体中相邻两者中一者为半导体材料，另一者为金属材料。

2.根据权利要求1所述的可见光-近红外波段的光波吸收器，其特征在于，至少两个所述环体分别与所述中心柱体同心设置；或者，所述调谐吸收层为对称结构。

3.根据权利要求1所述的可见光-近红外波段的光波吸收器，其特征在于，所述调谐吸收层的数量为两个以上，两个以上的所述调谐吸收层周期性阵列分布，相邻两个所述调谐吸收层间隔设置。

4.根据权利要求1所述的可见光-近红外波段的光波吸收器，其特征在于，所述外嵌结构体外轮廓呈矩形；和/或，所述中心柱体为圆柱形；和/或，所述环体为圆环形。

5.根据权利要求1所述的可见光-近红外波段的光波吸收器，其特征在于，所述衬底层具有凹部，至少部分所述调谐吸收层容纳于所述凹部内，所述凹部的数量与所述调谐吸收层的数量相同。

6.根据权利要求5所述的可见光-近红外波段的光波吸收器，其特征在于，所述凹部的形状与所述外嵌结构体的外轮廓结构相匹配。

7.根据权利要求1所述的可见光-近红外波段的光波吸收器，其特征在于，所述晶格周期呈正方形，所述晶格周期的晶格边长小于入射光波长；或者，所述晶格周期的晶格边长为450纳米至550纳米。

8.根据权利要求1至7任一项所述的可见光-近红外波段的光波吸收器，其特征在于，所述中心柱体为所述金属材料，所述外嵌结构体为所述半导体材料。

9.根据权利要求8所述的可见光-近红外波段的光波吸收器，其特征在于，所述金属材料为金、铁或钨中的至少一种，所述半导体材料为硅、锗和砷化镓中的至少一种，所述衬底层的材料为金、铁或钨中的至少一种。

10.根据权利要求1至7任一项所述的可见光-近红外波段的光波吸收器，其特征在于，所述环体的数量为两个，最内侧的所述环体的最小内径尺寸为90纳米至130纳米，最大外径尺寸为140纳米至180纳米，最外侧的所述环体的最小内径尺寸为165纳米至210纳米，最大外径尺寸为200纳米至250纳米，所述中心柱体的最大径向尺寸为70纳米至100纳米。

11.根据权利要求1至7任一项所述的可见光-近红外波段的光波吸收器，其特征在于，所述环形空腔的径向宽度为20纳米至30纳米；和/或，所述调谐吸收层的厚度为90纳米至160纳米；和/或，所述衬底层的厚度大于等于50纳米。

12.一种可见光-近红外波段的光波吸收器的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：

制作衬底层，所述衬底层具有晶格周期，所述衬底层为金属材质的单层结构；

制作调谐吸收层，包括：

在所述衬底层的所述晶格周期内形成第一结构层，再去除所述第一结构层内部的材料形成待填料空间，预留部分形成外嵌结构体；

在所述待填料空间内填充材料并形成第二结构层，再去除所述第二结构层的材料以使预留部分形成第一环体；

在所述第一环体内填充材料并形成第三结构层，再去除所述第三结构层的材料以使预留部分形成第二环体；

在所述第二环体内填充材料并形成第四结构层，再去除所述第四结构层的材料以使预留部分形成中心柱体；

其中，所述第一环体嵌接于所述外嵌结构体内侧，所述第一环体与所述第二环体之间以及所述中心柱体与所述第一环体之间均形成环形空腔；所述中心柱体、所述第一环体、所述第二环体以及所述外嵌结构体中相邻两者中一者为半导体材料，另一者为金属材料。

13.根据权利要求12所述的制造方法，其特征在于，在所述衬底层的表面上制作凹部，在所述凹部内制作所述调谐吸收层。

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