超越带隙的弹性波控制：塑造板与半空间中的波流

在超材料中，众所周知，局域共振和杂化现象会显著影响色散曲线的形状；由一组谐振器（亚波长杆）在弹性表面顶部形成的超表面便是具有这些特征的一个范例。在该超表面上，通过探索 Floquet-Bloch 问题中的频率和波数，并利用布里渊区，可以观察到带隙、慢波或快波、负折射以及动态各向异性。这些极端特性，若经适当设计，可用于设计和控制弹性波沿超表面的传播。对于我们考虑的范例，有两个易于调节的参数：杆的高度和簇的周期性。高度与带隙频率直接相关，因而与慢波和快波相关；而周期性则与动态各向异性的出现相关。调节这两个参数可生成一系列超表面设计，用以控制板中弯曲波和半空间中表面 Rayleigh 波的传播。基于主导物理定律对频率和波长的可扩展性，这些概念可应用于非常不同的领域和广泛的长度尺度范围。