Design and verification of tunable acoustic field devices based on low additional phase delay acoustic metamaterials and Moiré effect
Abstract
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表面设计中的耦合问题。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。
Fields of Study & Subjects
Acoustic Wave Phenomena Research
Metamaterials and Metasurfaces Applications
Ultrasonics and Acoustic Wave Propagation
Publication details
- Journal / source
- Acta Physica Sinica
- Volume
- 75
- Issue
- 8
- Publication date
- 1 January 2026