用于增强传感与能量收集的分级超表面
经典物理
2019-07-23 v1 应用物理
摘要
在弹性波系统中，将共振与空间分级这两个强有力的概念结合于结构化表面阵列中，使共振超表面能够展现宽带波聚焦、从表面（瑞利）波到体（剪切）波的模式转换以及空间频率选择。基于这些概念构建的器件可对表面波进行精确控制，其结构通常具有亚波长尺度，并利用彩虹俘获按频率对信号进行空间分离。彩虹俘获在每一频率分量聚集的谐振器位置处产生位移的大幅放大。我们研究这种放大及相关的控制是否可用于创建能量收集器件；并考量使用分级共振器件作为能量收集器的潜在优势与劣势。我们聚焦于以A0模式为主导的弹性板模型，利用分级杆状共振阵列中的大位移幅值，设计创新的超表面，以聚焦波用于增强压电传感与能量收集。数值模拟使我们能够识别此类分级超表面器件的优势并量化其效率，我们还建立了对这些现象的精确模型，并将分析扩展至弹性半空间与瑞利表面波的情形。
引用
@article{arxiv.1907.09297,
title = {Graded metasurface for enhanced sensing and energy harvesting},
author = {Jacopo M. De Ponti and Andrea Colombi and Raffaele Ardito and Francesco Braghin and Alberto Corigliano and Richard V. Craster},
journal= {arXiv preprint arXiv:1907.09297},
year = {2019}
}