水-气声传输超表面

跨水-气完美透声

通过拓扑优化设计阻抗匹配的混合超表面,在同一结构上独立实现声波透射增强与相位调制,突破了传统四分之一波变换器固定相移的限制。

Zhou, Hongtao · Shao-Cong, Zhang · Tong, Zhu · Tian, Yuze · Wang, Yan Feng · 王跃生

Advanced Science 2023

参数信息

平均透射幅度增强
25.9 dB
轴向聚焦幅度增强
42 dB

技术优势

声透射接近完美极限

峰值频率处的平均透射幅度增强约25.9 dB,非常接近理想完美传输的30 dB极限,大幅提升了跨界面声能利用率。

轴向聚焦增益更高

引入轴向聚焦功能后,幅度增强达到近42 dB,可进一步补偿传播损耗,延长通信距离。

宽频宽角入射有效

揭示了宽带和宽角度入射下声透射增强的物理机制,使该超表面不局限于单一频率或垂直入射,更具实用价值。

应用场景