可重构声学编码超表面

双向高效水空传声

通过侧壁弯曲振动耦合机制，在单层结构中实现跨越水-气界面的高效声传输与灵活波前调控，克服了传统四分之一波长阻抗匹配的带宽限制。

Yan-Long, Du · 周韬 · 李阳 · Shi, Lei · Wang, Yan Feng · Yue-Sheng, Wang

Fundamental Research 2026

技术优势

同时实现高透射和相位调控

离散固体单元利用声振耦合激发侧壁弯曲振动，实现水和空气之间的有效速度传递，解除了传统阻抗匹配对传输效率与相位可调性的权衡。

机械可重构，功能灵活切换

编码单元的机械重构使得同一超表面可以切换多种声学功能，如聚焦、分束和艾里波束生成，适用于双向传播。

单层架构，易于集成

该超表面在单层结构内实现双向波前操控，无需额外的阻抗匹配层，有利于构建紧凑的声学系统。

应用场景

• 水下声学通信：直接集成到水下通信设备中，提升水-气跨界面声传输效率。
• 水声探测仪器：用于声呐等探测仪器，通过波前调控实现定向发射或聚焦探测。
• 跨介质通信系统：作为跨介质通信的关键匹配元件，实现水与空气间声音的高效耦合。
• 自适应声学传感网络：可重构特性支持自适应波束形成，用于传感网络中的动态声场调控。