研究目的
设计一种可连续调谐的声学超表面，用于透射波前调制，以克服传统超表面固定通道的限制。
研究成果
设计的可调超表面成功实现了高强度的宽带声学聚焦，且与声源类型和聚焦长度无关。数值模拟、等效介质模型及实验测量结果高度吻合，验证了该设计及其可调谐机制的有效性。
研究不足
该研究的局限性在于3D打印螺旋圆柱体的材料特性和制造精度。其可调性也受到螺旋圆柱体和平板物理尺寸的限制。
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用于透射波前调制的连续可调声学超表面
DOI：10.1103/PhysRevApplied.10.054066
期刊：Physical Review Applied
出版年份：2018
更新时间：2025-09-11 14:15:04
摘要：
先前报道的由固定通道构成的声学超表面无法调谐，难以满足宽带需求及功能可变性要求。为突破这一限制，我们提出一种螺丝-螺母调谐机制，设计了一种连续可调谐声学超表面——其单元组件为螺旋圆柱体，通过旋入平板实现调谐。通过调节旋入深度可连续改变螺旋通道长度，从而获得具有独立像素连续可调声相位的超表面。不同单元组件的分布可形成任意超表面构型。我们还建立了近似等效介质模型来预测单元组件的可调性。以三维可调宽带声聚焦为例，展示了针对不同空气声源在宽频范围内的设计细节。该超表面样品采用聚乳酸塑料通过3D打印螺旋圆柱体制成。通过开展可调声聚焦实验验证了等效介质模型与有限元仿真结果，三者表现出良好的一致性。
作者：
Sheng-Dong Zhao，A-Li Chen，Yue-Sheng Wang，Chuanzeng Zhang
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