用于水中超声亚波长成像的 trapped air 超材料
应用物理
2022-01-06 v1 仪器与探测器
摘要
由常规基材构建的声学超材料可展现负折射率、异常透射-吸收与亚波长成像等奇异现象。这些通常借助几何与共振效应的结合来实现。孔结构声学超材料已在空气中显示出亚波长声学成像的潜力，在空气中较易实现在孔内产生共振所需的声阻抗差。然而，由于水与诸多用于增材制造的聚合物之间声阻抗差小得多，聚合物用于水中超材料运作较为困难。因此常用金属。本文展示，可通过捕获空气层使其环绕每个充水通道来克服此问题，使水中亚波长成像成为可能。此类 trapped air 设计在 200–300 kHz 超声频率下的运作，通过有限元建模与水槽中的实验测量均得到证实。并定量表明 trapped air 设计优于其金属对应物。结果表明了一条利用增材制造实现水中超声频率声学超材料的前进道路。
引用
@article{arxiv.2002.02212,
title = {Trapped air metamaterials for ultrasonic sub-wavelength imaging in water},
author = {Stefano Laureti and David A. Hutchins and Lorenzo Astolfi and Richard L. Watson and Peter J. Thomas and Pietro Burrascano and Luzhen Nie and Steven Freear and Meisam Askari and Adam T. Clare and Marco Ricci},
journal= {arXiv preprint arXiv:2002.02212},
year = {2022}
}
备注
29 pages, 14 figures