用于水-气界面极端声传输的离散超表面

水-气界面处的声阻抗失配会导致传输声能较低。本文基于阻抗匹配理论提出一种用于极端声传输的离散超表面。通过拓扑优化，设计了具有单位声传输率的不同长宽比的离散单元。同时获取连续超表面单元用于对比。在分析离散单元的大角度性能后，制备了离散与连续超表面样品。与裸水-气界面相比，离散超表面的声传输增强被清晰测得，且振幅相对大于连续样品。当考虑样品黏性时，实验结果与数值结果总体一致。此外，实验与仿真间的频率偏移分别归因于离散超表面单元的随机浸没与连续超表面的弯曲。本工作为提升水-气声通信效率提供了一条替代途径。