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在航空航天、生物医学等对空间要求苛刻的领域展现了广阔的应用前

2020-02-18 19:18

  根据经典声学理论,小尺寸结构难以调控大波长声波,从而给低频声波的调控带来极大的困难。声学超构表面是一种新型的具有亚波长厚度的人工层状结构,通过面内亚波长单元的精细设计可实现对波相位、幅值、传播模式等特性的调控,进而可精准控制声反射、透射及吸收特性。本次报告将从反射型超构表面、透射型超构表面及吸收型超构表面三个方向出发,结合课题组在近年来的研究成果,深入探讨声学超构表面调控声波的物理机制及其相关应用研究。具体内容包括:1、通过构建迷宫结构实现反射声波相位的调控,可突破传统斯涅尔定理形成声聚焦、非衍射声束、非对称传输等特性可控的反射声场。2、通过构建多谐振腔结构可突破变折射率和阻抗匹配间的悖论,在高透射率的基础上自由调控透射相位,实现了自弯曲声束、螺旋声束、非对称声传输等声学现象。3、构建结构厚度小于工作波长千分之五的完美吸声超构表面,突破了传统吸声材料厚度需与吸收波长可比拟的限制;通过合理利用超构表面结构单元之间的耦合作用实现了低频宽带吸声器件,并探索了超构表面在高流速、高声强下等复杂环境下的吸声特性及相关应用研究。声学超构表面由于具有厚度薄、适用性好、易加工、声波调控灵活等特点,在航空航天、生物医学等对空间要求苛刻的领域展现了广阔的应用前景。