基于拓扑优化的双负声学超材料系统设计与实现
应用物理
2019-05-31 v1 材料科学
摘要
双负声学超材料（AMMs）为超声成像、生物医学传感和无损检测等应用提供了超透镜的 promising 能力。在此，在同时增大或非增大机制下，我们开发了统一的拓扑优化框架，考虑了不同的微结构对称性、最小结构特征尺寸以及有效参数的色散范围。随后我们将该优化框架应用于基于共振腔和空间卷曲的启发式超材料，使其具有宽带双负性。同时，我们揭示了由新型人工多极 LC 和 Mie 共振产生的双负性本质，这些共振可通过优化中的控制机制诱导。此外，丰富的数值模拟验证了优化后 AMMs 的双负性、负折射、倏逝波增强和亚波长成像。最后，我们通过 3D 打印的优化空间卷曲超材料实验展示了所需的宽带亚波长成像。本方法学与宽带超材料为构建用于亚波长成像技术的 AMMs 提供了理想策略。
引用
@article{arxiv.1811.03228,
title = {Systematic design and realization of double-negative acoustic metamaterials by topology optimization},
author = {Hao-Wen Dong and Sheng-Dong Zhao and Peijun Wei and Li Cheng and Chuanzeng Zhang and Yue-Sheng Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1811.03228},
year = {2019}
}
备注
36pages, 13 figures, 1 appendix