梯度声子超材料：可扩展设计遇上可扩展微加工

超材料是新一代先进材料，具有工程化的微结构，能够实现自然界中不存在的定制材料特性。超材料的动力学尤其引人入胜，有望实现按需引导、衰减和聚焦波。声子超材料旨在操纵机械波，在声学、弹性动力学和结构振动方面具有广泛的应用。声子超材料发展的一个关键瓶颈是可扩展性——在设计、模拟，尤其是制造方面（例如，每个空间维度超过几十个单元胞）。我们提出了一个用于弹性波导引的空间梯度超材料可扩展逆向设计框架，以及一种可扩展的微加工方法。该框架能够设计和实现包含数十万个单元胞的复杂波导，并且有潜力在不改变流程的情况下扩展到数百万个。可扩展设计通过使用射线追踪模型对空间梯度梁格中的波进行优化来实现。设计通过光刻和硅片蚀刻制造，以创建独立的微结构薄膜。使用脉冲激光激发和干涉仪进行位移测量，实验证明了波导引。展示了宽带波导引，表明我们的可扩展设计和制造方法在片上弹性波操纵方面的前景。