物理学院程建春课题组在Appl. Phys. Lett.发表封面文章

前段时间,南京大学物理大学声学商讨所程建春课题组在声学单向传来研商方面获得进展,
最新工作于金沙澳门 ,二零一四年五月13日同日来说封面作品(Featured Article)在Appl.
Phys. Lett.
发表 [Appl. Phys. Lett. 107, 113501
]。诗歌第一小编为大学生生朱一凡。协同通信小编是梁彬教师。该专门的学业提议了
“声学单向隧道” (Acoustic one-way
tunnel)的规划理念,第一遍在叁个截然连通的、具备平直形状内壁的坦途中贯彻了声波的单向传输,并打响的筹备了原理性器件。

声波的一面操控是近期的一个琢磨火热。可是,守旧的声学单向传输常常是通过在声路线上放置一层特殊设计的体质地(举例声子晶体、声栅格或别的声学超构材料)来落到实处。那将不可防止的形成声路线受到部分或完全的封堵,形成背景介质媒质的中断。若能在贯彻声学单向传输的同期允许别的实体(如背景媒质或任何能量流)通过,达到透气或可视的特殊效果,不仅仅对声单向操控的钻研世界具备至关心爱慕要科学意义,更将全体普遍的行使前途。

为解决古板设计中声路线受到窒碍的难题,课题组选择了一种全新的大意机制,玄妙地在通路内壁上铺设了声学超过常规表面,利用其特殊的反射天性对通道中声波的路径发生了不对称的操控。超表面是前段时间新现身的光学/声学元器件,通过引进相位和振幅的耳目一新,可达成对光波/声波的丰硕操控方式。本安顿中应用了课题组先前建议的一种具备简易布局格局及高分辨率的声学超表面构造[Sci.
Rep. 5, 10966
],通过在平面下两全一雨后冬笋深度受到调制的亚波长单元来得以达成表面相位的确切调节。声学单向隧道一侧的壁面上带有二种不相同梯度的超表面组合,可对沿七个方向正入射的平面声波完毕非对称的可怜反射,其路线能够利用解析方法来定量剖析。通过对协会参数实行适度设计,可在该声学隧道中得以完结正向入射声波能够穿透、而反向入射声波基本被反射的单向作用。

图1声学单向隧道暗指图利用超表面完结非对称传播的法规暗中表示

图2为数值模拟和试验衡量结果的对照,可以看到所设计的声学通道能够对七个相反方向入射的声波完毕快捷的另一面操控,验证了上述安插思想的不易。这种声学概念性器件为声学单向器件的宏图带来了新的可能,有非常大希望在管道噪声调控、隔声窗设计及建筑声学等关键场馆产生普及应用。

图2数值模拟和试验结果:正向和反向的声压场分布

该项职业赢得国家关键不利商讨安排、人工微布局科学与手艺同盟立异为主、国家自然科学基金等根本调查研讨项指标支撑。

(物经济学院 程建春 科学技能处)

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