声学超光栅环行器:具有幺正效率的非互易、鲁棒且可调谐操控
应用物理
2021-06-09 v1
摘要
非互易信号操作在各种声学应用中备受青睐,其可实现不受 unwanted 背向散射的干扰,从而以全双工模式处理收发信号。本文提出一类基于结构简单的声学超光栅的非互易环行器,其仅由若干实心圆柱与低速稳态流体构成。这些创新超光栅通过线性化势流方程的衍射分析与基于遗传算法的优化过程智能设计。全波数值模拟证明了环行器所需端口间具有幺正反射效率,证实了在较宽流速大小与剖面范围内声学信号的非互易且鲁棒环行。我们的设计提供了可行的可调谐度,包括从互易到非互易操作的切换以及环行器手性的反转,为从波长厚度超光栅实现非互易声学器件提供了一种便捷而高效的途径。其可应用于水下通信、能量收集与声学传感等多种场景。
引用
@article{arxiv.2104.08823,
title = {Acoustic Metagrating Circulators: Nonreciprocal, Robust, and Tunable Manipulation with Unitary Efficiency},
author = {Lijuan Fan and Jun Mei},
journal= {arXiv preprint arXiv:2104.08823},
year = {2021}
}