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题名基于轻薄硬质超表面的空气声波反射场操控
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作者
赵玉萍
梁彬
程建春
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机构
南京大学物理学院近代声学教育部重点实验室人工微结构科学与技术协同创新中心
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出处
《中国材料进展》
CAS
CSCD
北大核心
2021年第1期22-28,21,共8页
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基金
国家重点研发计划项目(2017YFA0303700)
国家自然科学基金项目(11634006,11374157,81127901)。
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文摘
对反射声波的复杂操控是声学研究的基础问题之一,并广泛应用于房间声学设计及噪声能量消除等重要场合。近年来出现的声学超表面为声学功能器件的小型化提供了新的启示,因此如何进一步缩减其尺寸和重量具有重要的物理意义与应用价值。展示了一种轻薄超表面结构对低频空气声波所产生反射声场的高效、精准操控。通过理论计算证明了利用简单的扁平中空结构,可在不显著牺牲能量反射率及结构强度的前提下,通过调控单个结构参数产生0~2π范围内的反射相位,同时避免了制备难度高和增加器件重量的复杂内部结构,因此具有尺寸超薄(λ_(0)/20)、重量轻盈、反射率高及制备简单等优势。通过实现任意角度的异常反射、基于超薄平面透镜的可调声聚焦、构建平面棱锥镜产生类贝塞尔声束3个典型例子展示了该器件对反射声波的丰富操控性能。实现基于轻薄超表面对反射声场的操控,有助于新型平面声学器件的研究与应用,并有望在建筑声学、噪声控制、扬声器设计等领域中产生重要价值。
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关键词
声学
超表面
声波操控
异常折射
超薄平面聚焦透镜
超薄平面棱锥镜
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Keywords
acoustics
metasurface
acoustic manipulation
anomalous reflection
ultrathin planar focusing lens
ultrathin flat acoustic axicon
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分类号
O42
[理学—声学]
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