非局域弹性超表面：通过有意非局域性实现宽带波调控
应用物理
2022-06-01 v1
摘要
尽管弹性超表面为应力波的子波长调控提供了一种显著且非常有效的方法，但其在实际应用中的使用受到本质上的窄带性能的严重阻碍。本工作引入有意非局域性这一概念，作为一种基础机制来设计具有极宽工作频带的被动弹性超表面。非局域行为是通过利用形成超表面的谐振单元子集之间的非局域力（在概念上类似于非局域材料微结构中的长程相互作用）来实现的。这些长程力通过精心制作的柔性元件获得，其特定几何形状和局部动力学被设计用于在多个单元之间产生异常复杂的传递函数。由此产生的非局域耦合力能够实现作为入射波波数函数的相位梯度分布。相关设计参数的识别及其对性能影响的评估通过半解析和数值模型的结合进行了探索。非局域超表面概念通过在一个薄板波导中嵌入全内反射设计，在数值和实验上进行了测试。结果证实了有意非局域设计概念的可行性及其实现完全被动且宽带波调控的能力。
引用
@article{arxiv.2002.10427,
title = {Nonlocal elastic metasurfaces: enabling broadband wave control via intentional nonlocality},
author = {Hongfei Zhu and Timothy F. Walsh and Bradley H. Jared and Fabio Semperlotti},
journal= {arXiv preprint arXiv:2002.10427},
year = {2022}
}