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本发明公开了一种具有宽频段光能存储特性的亚波长光栅结构及其制备方法，涉及先进光学功能超材料设计及微纳加工技术领域，该亚波长光栅结构包括从下至上依次设置的硅基底、第一铝金属薄膜层、介质隔绝层和介质光栅层，介质光栅层设有以周期宽度周期性间隔设置的脊部，相邻两个脊部之间设有沟槽，脊部的周期宽度远小于入射光的波长，介质光栅层的脊部的顶部和侧壁以及沟槽的底部覆盖有第二铝金属薄膜层，第二铝金属薄膜层具有非均匀厚度，解决现有纳米结构加工领域中难以大面积制备且流程复杂的问题，从而达到便于高质量的长程有序制备，制备产品均匀性好、多参数可调的效果，该结构具有显著的大角度宽频段光能存储及非线性谐波偏振增强特性。