用于具有表皮效应的超材料有效属性提取的多点散射测量

散射实验可用于基于周围介质中的多点测量提取异质超材料板的有效属性。该技术中，在有限厚度微结构板两侧的环境介质中各作两次测量以分解入射波与出射波。方法应用于具局部共振微结构夹杂的示例，并密切考察影响所提取材料参数的因素。观察到当板厚方向单胞数或环境介质模量增大时，提取的总体参数收敛至极限值。提取材料参数对厚度方向单胞数或环境介质属性的依赖归因于边界（表皮）单胞与内部单胞的响应差异。提出一种方法，以不同有效属性分别表示表皮区与内部区的有限阵列，能极好复现不同板厚下的散射，并由此使内部区属性独立于环境介质属性。在材料损耗较低的阻带中，出现与极小透射相关的挑战。可强制透射相位连续性假设以消除相位模糊，尽管某些情形（近乎无损耗试样）下该假设似不成立。此类情形中，耦合剪切模的干涉可能导致阻带内表观更高的纵波透射。本工作为开发一种无需任何内部场知识即可提取异质力学超材料有效属性与频散行为的实验方法提供了概念验证。