声涡旋频率梳

同时调控频率与涡旋

基于时空超表面的声学合成结构，以高转换效率同时控制声波的频率和轨道角动量，突破非线性机制对外部驱动和频率转换效率的限制。

Jia, Yurou · Xuan, Zhang · Suying, Zhang · Xu, Guoqiang · Taoyu, Chen · Zhou, Hongtao · 柏业超 · 程营 · 吴大建 · 柳晓军 · Qiu, Cheng Wei

Physical Review Letters 2025

技术优势

效率更高

通过时空超表面实现声波的高效频率转换，无需依赖非线性效应，整体转换效率显著提升。

无需外部驱动

该结构摆脱了非线性机制对外部驱动频率和功率的依赖，可在更宽条件下工作。

能量分布可调

通过优化梳状结构，可以调节不同频率线上轨道角动量模式的能量分配，实现灵活的波前调控。

并行处理能力

该梳状结构可同步执行多阶空间微分运算，为并行数据处理提供新途径。

应用场景

• 声学超表面：用时空超表面实现频率与涡旋同步调控，突破传统非线性限制。
• 声学超材料：为声学超材料提供高效产生涡旋频率梳的新机制。
• 声学计量：声涡旋频率梳可作为精密计量中的多自由度探针。
• 声学成像：通过多阶空间微分运算实现多功能成像。
• 并行数据处理：同步多阶空间微分运算直接用于并行数据处理。