Wavefront manipulation based on transmissive acoustic metasurface with membrane-type hybrid structure.
Wavefront manipulation based on transmissive acoustic metasurface with membrane-type hybrid structure.
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基于膜式混合结构的透射声学超表面的波前操纵
DOI：
10.1038/s41598-018-32547-3
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发表时间：
2018-09-21
影响因子：
4.6
通讯作者：
Li Y
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Lan J;Zhang X;Liu X;Li Y
我们设计并演示了一个梯度声学超表面来操纵透射波前。梯度超表面由八个基于膜式混合结构的元件组成，其厚度和宽度分别约为入射波长的1/5和1/20。在这里，我们利用声学理论来分析超表面的传输谱和相位梯度，可以同时实现高传输效率和全范围离散相移的特性。通过适当选择沿超表面横坐标或入射波角度的相位分布，可以得到广义斯涅尔定律所期望的基于超表面的透射波前操纵，如反常折射、基于平面聚焦的声学斗篷、声学自弯曲光束、传播波到表面波的转换和负折射。我们的梯度超表面可能在低损耗声学器件中具有潜在的应用。
We designed and demonstrated a gradient acoustic metasurface to manipulate the transmissive wavefront. The gradient metasurface is composed of eight elements based on membrane-type hybrid structures, whose thickness and width are about 1/5 and 1/20 of the incident wavelength, respectively. Here, we employ acoustic theory to analyze the transmission spectrum and phase gradient of the metasurface, the properties of high transmission efficiency and discrete phase shifts over the fullrange can be achieved simultaneously. By appropriate selection of the phase profile along the transverse coordinate of the metasurface or the angle of incident wave, the transmissive wavefront manipulations based on metasurface can be obtained as expected from the generalized Snell’s law, such as anomalous refraction, acoustic cloak based on flat focusing, acoustic self-bending beam, conversion of propagating wave to surface wave and negative refraction. Our gradient metasurface may have potential application in low-loss acoustic devices.
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