实现声学超材料的时空有效介质

有效介质表征在为许多基于超材料的器件提供性能到设计的途径方面是基础性的。尽管近期有工作将有效介质概念扩展至时域，但直接实现仍然缺失。在此，我们构建了一种声学超材料，其在两种不同构型间动态切换，具有时变卷积核，从而现在可同时纳入超材料的频率色散与时域调制。我们建立了在时域上对两种构型的压缩率、密度乃至威利斯耦合参数取平均的有效介质公式。发现不同元原子调制间的相位无序对有效介质可忽略不计。我们的实现实现了超材料在时空域的高层描述，使得许多近期提案——例如无磁非互易、宽带慢光以及利用时空超材料的菲涅耳拖曳——在未来得以实现。