基于相位超前的水下声波透明梯度折射率透镜
材料科学
2015-09-23 v1
摘要
折射率的空间梯度已广泛用于声学超材料应用，通过相位延迟控制波传播。本研究报道了使用与水体在宽频带内阻抗匹配的声子晶体晶格设计和实验实现一种声学梯度折射率透镜。与先前的设计相反，基础晶格的特征折射率低于水背景，这便于基于相位超前而非延迟的传播控制。折射率梯度通过改变空心、充空气的铝管的填充率实现，这些管单独表现出比水更高的声速和匹配的阻抗。在晶格均匀化极限内，在宽频带频率上观察到声聚焦，强度放大超过7 dB。各向异性晶格设计促成了平面几何形状，其背向散射比入射声压级低18 dB。考虑各向异性折射的三维Rayleigh-Sommerfeld积分被用于准确预测实验测量的焦点图案。
引用
@article{arxiv.1506.05140,
title = {Transparent gradient index lens for underwater sound based on phase advance},
author = {Theodore P. Martin and Christina J. Naify and Elizabeth A. Skerritt and Christopher N. Layman and Michael Nicholas and David C. Calvo and Gregory J. Orris and Daniel Torrent and Jose Sanchez-Dehesa},
journal= {arXiv preprint arXiv:1506.05140},
year = {2015}
}
备注
Under Review, 9 pages, 5 figures, note that Figs. 5(b,c) would not compile correctly on arxiv.org, likely because arxiv does not support revtex4.1. Please see final published article for the correct version of Fig. 5