频率不变的宽带非互易声传输
经典物理
2015-06-04 v1
摘要
能够像电子二极管整流电流那样整流声波的“声学二极管”（AD）的出现，被认为能实现对声音的非常规操控，例如隔离错误方向的反射，因此在医疗超声应用等各种重要场景中具有巨大潜力。然而，现有声学二极管一直受制于传输波必须频率加倍或方向偏折的问题，缺乏在实践中实现此类期望的最关键特征。在此，我们设计并通过实验演示了一种宽带且紧凑的非互易器件，其具有此前无法实现的保持原始频率和高前向传输同时几乎阻断后向散射波的功能，这接近于完美声学二极管的预期，并有望在现实声学系统中像电子二极管在电路中那样发挥关键作用。这种极端能力源于基于探索复域中声学特性的本质不同机制，而先前的设计仅利用声学参数的实部。此外，我们的设计通过调节单个结构参数能够同时提高器件的灵敏度和鲁棒性，这可视为相对于其电学或热学对应物的独特优势。我们设想我们的设计将朝着实现具有在许多场景中潜在应用的实用声学单向器件迈出重要一步，并启发电磁学等其他领域中非互易波操控的研究。
引用
@article{arxiv.1506.01049,
title = {Broadband non-reciprocal transmission of sound with invariant frequency},
author = {Zhong-ming Gu and Jie Hu and Bin Liang and Xin-ye Zou and Jian-chun Cheng},
journal= {arXiv preprint arXiv:1506.01049},
year = {2015}
}