作為低維化的聲學(xué)超材料,聲學(xué)超表面近年來逐漸得到了人們的廣泛關(guān)注。聲學(xué)超表面一般是由多種微結(jié)構(gòu)單元按特殊序列排列在一起形成的具有亞波長厚度的平面型超材料體系,它可以靈活有效地對(duì)界面各個(gè)位置處的聲波進(jìn)行調(diào)控,實(shí)現(xiàn)多種新穎的現(xiàn)象和功能,使其在諸多聲波調(diào)控領(lǐng)域表現(xiàn)出巨大的應(yīng)用前景,成為具有挑戰(zhàn)性和重要性的前沿研究課題。本論文在第一章緒論部分回顧了超表面相關(guān)的基礎(chǔ)理論及研究背景,介紹了超表面對(duì)聲波調(diào)控的研究內(nèi)容、進(jìn)展以及現(xiàn)狀,并概述了本文研究工作的主要內(nèi)容;在最后一章,做了一個(gè)簡單的總結(jié)和展望。在其他章節(jié)則研究了透射型超表面對(duì)聲波的調(diào)控及其應(yīng)用。內(nèi)容涵蓋了超高透射的相位調(diào)控、純振幅調(diào)控、全息調(diào)控、阻抗匹配的高效寬帶調(diào)控等四個(gè)透射型聲學(xué)超表面調(diào)控的主要問題。對(duì)于相位調(diào)控,本論文在第二章中通過引入鍍膜型迷宮結(jié)構(gòu)單元極大地提高了相位調(diào)控型超表面的透射效率。鍍膜型迷宮結(jié)構(gòu)單元可以提供0～2π的相位調(diào)控范圍,同時(shí)擁有近100%的超高透射率。基于廣義折射定律,由二維鍍膜型迷宮結(jié)構(gòu)單元構(gòu)建的高效透射型超表面分別實(shí)現(xiàn)了異常聲折射、貝塞爾聲束生成、聲聚焦及聲束沿任意凸軌跡彎曲傳播等相位調(diào)控的應(yīng)用�；诘亲V法... 

【文章來源】：南京大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：113 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１幾種共振型聲學(xué)超材料單元

聲學(xué)超表面??以往的超材料一般為體積型材料，其整體幾何尺度較大，相關(guān)的器件具雜、體積大、損耗高等缺陷，限制了其進(jìn)一步的應(yīng)用。因此作為低維化超材料，超表面近年來逐漸得到了人們的廣泛關(guān)注［１＜５，１２，＆７１＿７７］。超表面構(gòu)單元按突變型宏觀“序”排列在一起形成的具有亞波長厚度的平面型系，它可以靈活有效地操縱波的振幅、相位、偏振、傳播模式等。相對(duì)超材料，超表面具有結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、效率高、體積小、易加工等特點(diǎn)。這些特點(diǎn)使其潛力巨大，并擁有廣泛的應(yīng)用前景。??．１超表面的提出??超表面最先是在電磁學(xué)領(lǐng)域被提出并逐步發(fā)展起來的。超表面設(shè)計(jì)的理一Ｍｌ

以實(shí)現(xiàn)一系列新穎的物理效應(yīng)與功能，如異常折射／反射、極化旋轉(zhuǎn)、??復(fù)雜波束、光子自旋霍爾效應(yīng)、體波向表面波轉(zhuǎn)換、等離激元方向性耦合、單向??傳輸、超透鏡、全息、光漩渦偏振片以及隱身等［ｌｔｕｕＨ８５１。圖１．４列舉了幾種??不同類型的電磁超表面。由于其簡單緊湊的結(jié)構(gòu)、豐富獨(dú)特的物理特性、對(duì)波的??靈活有效調(diào)控等特點(diǎn)，超表面已經(jīng)成為超材料研究中最熱門的發(fā)展方向之一，在??隱身技術(shù)、通信技術(shù)、成像技術(shù)、集成光學(xué)等諸多領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價(jià)值和廣??闊的發(fā)展前景。??ｍ．?？…一謂；ｖ．，??ｆＥＳｇｊｊｇｇｇｇＢ?（ｅ）?ｙ?了、??（ｄ）?Ｉ?ｗ?—?——??１１?？?１１?Ｉ９Ｈ?■??ｏｎ?＿？■零?????ＩＩ丨丨丨ｒ．ｎｗｎｗｗｗｕｘｕｍｉ?ＩＩＩ?？？?ＴＬｔａＪＳＷｙ．??Ｅ，￣￣ｓ?■?＇??Ｍａｇ＿－—：；?’?’?＿盡國??圖１．４幾種不同類型的電磁超表面。（ａ）用于控制線性偏振的ＥＭ電磁波傳播的Ｖ字形納米??天線［７８】。（ｂ）基于旋轉(zhuǎn)納米棒的Ｐａｎｃｈａｒａｔｎａｍ－Ｂｅｒｒｙ相位電磁超表面［８６］。（ｃ）基于金屬－絕緣??體－金屬三層納米結(jié)構(gòu)的可高效控制反射波的電磁超表面［８７Ｌ?（ｄ）基于惠更斯原理的電磁超??表面【８８１。（ｅ）可實(shí)現(xiàn)透射波完全控制的基于納米線路模型的三層堆疊電磁超表面［８９］。（ｆ）雙層??等離激元電磁超表面［９Ｑ］。（ｇ）基于雙硅納米線單元的無色差超表面１９１］。??１．３．２聲學(xué)超表面概述??與電磁超表面相比，人們對(duì)聲學(xué)超表面的研宂起步較晚。目前聲學(xué)超表面

【參考文獻(xiàn)】：
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