基于低额外相位延迟声学超材料与莫尔效应的可调声场器件设计与验证OA
传统声学超材料在设计完成之后结构与性能往往固定,这对声学超材料的应用产生了限制.尽管基于莫尔效应的声学超材料已经为声波动态调控提供了新思路,但串联单元间的耦合效应会引入显著的额外相位延迟,干扰波前相位的精准调控.本文设计了一种可串联使用的低耦合声学超材料单元.该单元通过插板长度的指数式渐变实现声阻抗的平滑过渡,相较于传统空间折叠结构,该设计还能大幅降低串联时产生的额外相位延迟,从而解决双层可调超材料设计中的耦合问题.此外该结构还具有大于0.8的声压透射系数及0°—360°的全相位调控.基于上述优势,本文结合莫尔效应设计了折射角可调的异常折射声学超材料,折射角实现从0°—51°的调节,理论折射角与仿真折射角最大误差仅为4%.此外还设计了焦点坐标可调的声聚焦声学超材料,实现焦点横坐标0 mm到116 mm的偏移.这项工作拓展了可重构声学超材料的应用范围,为多功能声波调控提供了新思路.
孟祥彦;张邵基;彭玉桂;武朋;罗加杰;张满弓;于兴博;李巧娇;宋波
华中科技大学材料科学与工程学院,武汉430074华中科技大学材料科学与工程学院,武汉430074华中科技大学物理学院,武汉430074华中科技大学物理学院,武汉430074华中科技大学材料科学与工程学院,武汉430074武汉第二船舶设计研究所第八研究室,武汉430205武汉第二船舶设计研究所第八研究室,武汉430205武汉第二船舶设计研究所第八研究室,武汉430205华中科技大学材料科学与工程学院,武汉430074
通用工业技术
声学超材料额外相位延迟异常声折射声聚焦
《物理学报》 2026 (8)
P.394-406,13
国家重点研发计划(批准号:2023YFB4604800)资助的课题。
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