搜索

文章查询

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

基于蜷曲空间结构的近零折射率声聚焦透镜

孙宏祥 方欣 葛勇 任旭东 袁寿其

基于蜷曲空间结构的近零折射率声聚焦透镜

孙宏祥, 方欣, 葛勇, 任旭东, 袁寿其
PDF
导出引用
导出核心图
  • 研究基于蜷曲空间结构的近零折射率声聚焦透镜.根据近零折射率材料的声波方向选择机理,采用蜷曲空间结构为基本单元进行排列,设计具有特定入射与出射界面的几何结构,对透射声波的出射方向进行调控,实现了平面声波与柱面声波的聚焦效应,并深入讨论了透镜内部刚性散射体对声聚焦性能的影响.在此基础上,改变近零折射率透镜的出射界面,可以精确调控声波阵面的形状与方向.该类型透镜具有单一的单元结构、高聚焦性能及高鲁棒性等优点.研究结果为设计新型近零折射率声聚焦透镜提供了理论指导与实验参考,同时也为研究声波阵面的调控提供了新思路.
      通信作者: 孙宏祥, jsdxshx@ujs.edu.cn;Shouqiy@ujs.edu.cn ; 袁寿其, jsdxshx@ujs.edu.cn;Shouqiy@ujs.edu.cn
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:11774137,11404147)、国家自然科学基金重大项目(批准号:51239005)、江苏省自然科学基金(批准号:BK20140519)、江苏高校青蓝工程、江苏省六大人才高峰(批准号:GDZB-019)和江苏大学工业中心创新实践项目资助的课题.
    [1]

    Zhao J J, Ye H P, Huang K, Chen Z N, Li B W, Qiu C W 2014 Sci. Rep. 4 6257

    [2]

    Gu Y, Cheng Y, Liu X J 2015 Appl. Phys. Lett. 107 133503

    [3]

    Zheng L, Guo J Z 2016 Acta Phys. Sin. 65 044305 (in Chinese) [郑莉, 郭建中 2016 物理学报 65 044305]

    [4]

    Tang K, Qiu C Y, Lu J Y, Ke M Z, Liu Z Y 2015 J. Appl. Phys. 117 024503

    [5]

    Deng K, Ding Y Q, He Z J, Zhao H P, Shi J, Liu Z Y 2009 J. Phys. D: Appl. Phys. 42 185505

    [6]

    Lin S C S, Huang T J, Sun J H, Wu T T 2009 Phys. Rev. B 79 094302

    [7]

    Torrent D, Sánchez-Dehesa J 2007 New J. Phys. 9 323

    [8]

    Peng S S, He Z J, Jia H, Zhang A Q, Qiu C Y, Ke M Z, Liu Z Y 2010 Appl. Phys. Lett. 96 263502

    [9]

    Zhang S, Yin L L, Fang N 2009 Phys. Rev. Lett. 102 194301

    [10]

    Zigoneanu L, Popa B I, Cummer S A 2011 Phys. Rev. B 84 024305

    [11]

    Li Y, Liang B, Tao X, Zhu X F, Zou X Y, Cheng J C 2012 Appl. Phys. Lett. 101 233508

    [12]

    Wang W Q, Xie Y B, Konneker A, Popa B I, Cummer S A 2014 Appl. Phys. Lett. 105 101904

    [13]

    Dehesa J S, Angelov M I, Cervera F, Cai L W 2009 Appl. Phys. Lett. 95 204102

    [14]

    Qian F, Zhao P, Quan L Liu X Z, Gong X F 2014 Europhys. Lett. 107 34009

    [15]

    Ge Y, Sun H X, Liu C, Qian J, Yuan S Q, Xia J P, Guan Y J, Zhang S Y 2016 Appl. Phys. Express 9 066701

    [16]

    Liu C, Sun H X, Yuan S Q, Xia J P 2016 Acta Phys. Sin. 65 044303 (in Chinese) [刘宸, 孙宏祥, 袁寿其, 夏建平 2016 物理学报 65 044303]

    [17]

    Xia J P, Sun H X 2015 Appl. Phys. Lett. 106 063505

    [18]

    Xia J P, Sun H X, Cheng Q, Xu Z, Chen H, Yuan S Q, Zhang S Y, Ge Y, Guan Y J 2016 Appl. Phys. Express 9 057301

    [19]

    Guan Y J, Sun H X, Liu S S, Yuan S Q, Xia J P, Ge Y 2016 Chin. Phys. B 25 104302

    [20]

    Yu N, Genevet P, Kats M A, Aieta F, Tetienne J P, Capasso F, Gaburro Z 2011 Science 334 333

    [21]

    Li Y, Liang B, Gu Z M, Zou X Y, Cheng J C 2013 Sci. Rep. 3 2546

    [22]

    Mei J, Wu Y 2014 New J. Phys. 16 123007

    [23]

    Tang K, Qiu C Y, Ke M Z, Lu J Y, Ye Y T, Liu Z Y 2014 Sci. Rep. 4 6517

    [24]

    Xie Y, Wang W, Chen H, Konneker A, Popa B I, Cummer S A 2014 Nat. Commun. 5 5553

    [25]

    Zhu Y F, Zou X Y, Li R Q, Jiang X, Tu J, Liang B, Cheng J C 2015 Sci. Rep. 5 10966

    [26]

    Yuan B G, Cheng Y, Liu X J 2015 Appl. Phys. Express 8 027301

    [27]

    Gao H, Gu Z M, Liang B, Zou X Y, Yang J, Yang J, Cheng J C 2016 Appl. Phys. Lett. 108 073501

    [28]

    Qian J, Liu B Y, Sun H X, Yuan S Q, Yu X Z 2017 Chin. Phys. B 26 114304

    [29]

    Liu C, Xia J P, Sun H X, Yuan S Q 2017 J. Phys. D: Appl. Phys. 50 505101

    [30]

    Tian Y, Wei Q, Cheng Y, Xu Z, Liu X J 2015 Appl. Phys. Lett. 107 221906

    [31]

    Fan X D, Zhu Y F, Liang B, Yang J, Cheng J C 2016 Appl. Phys. Lett. 109 243501

    [32]

    Liu C, Sun H X, Yuan S Q, Xia J P, Qian J 2017 Acta Phys. Sin. 66 154302 (in Chinese) [刘宸, 孙宏祥, 袁寿其, 夏建平, 钱姣 2017 物理学报 66 154302]

    [33]

    Jahdali R A, Wu Y 2016 Appl. Phys. Lett. 108 031902

    [34]

    Wang X P, Wan L L, Chen T N, Song A L, Wang F 2016 J. Appl. Phys. 120 014902

    [35]

    Xia J P, Sun H X, Yuan S Q 2017 Sci. Rep. 7 815

    [36]

    Liang Z X, Li J 2012 Phys. Rev. Lett. 108 114301

    [37]

    Xie Y B, Popa B I, Zigoneanu L, Cummer S A 2013 Phys. Rev. Lett. 110 175501

    [38]

    Li Y, Wu Y, Mei J 2014 Appl. Phys. Lett. 105 014107

    [39]

    Cheng Y, Zhou C, Yuan B G, Wu D J, Wei Q, Liu X J 2015 Nat. Mater. 14 1013

    [40]

    Lu G X, Ding E L, Wang Y Y, Ping X Y, Cui J, Liu X Z, Liu X J 2017 Appl. Phys. Lett. 110 123507

    [41]

    Wang Z Y, Wei W, Hu N, Min R, Pei L, Chen Y W, Liu F M, Liu Z Y 2014 J. Appl. Phys. 116 204501

    [42]

    Gu Y, Cheng Y, Wang J S, Liu X J 2015 J. Appl. Phys. 118 024505

    [43]

    Liu F M, Liu Z Y 2015 Phys. Rev. Lett. 115 175502

    [44]

    Wu S Q, Mei J 2016 AIP Adv. 6 015204

    [45]

    Li Y, Liang B, Gu Z M, Zou X Y, Cheng J C 2013 Appl. Phys. Lett. 103 053505

    [46]

    Shen C, Xie Y B, Li J F, Cummer S A, Jing Y 2016 Appl. Phys. Lett. 108 223502

    [47]

    Zheng L Y, Wu Y, Ni X, Chen Z G, Lu M H, Chen Y F 2014 Appl. Phys. Lett. 104 161904

    [48]

    Xie Y B, Konneker A, Popa B I, Cummer S A 2013 Appl. Phys. Lett. 103 201906

    [49]

    Sun H X, Zhang S Y, Yuan S Q 2016 Chin. Phys. B 25 124313

    [50]

    Jia D, Sun H X, Yuan S Q, Ge Y 2017 Chin. Phys. B 26 024302

    [51]

    Sun X D, Chen L, Jiang H B, Yang Z B, Chen J C, Zhang W Y 2016 IEEE T. Ind. Electron. 63 3479

    [52]

    Fokin V, Ambati M, Sun C, Zhang X 2007 Phys. Rev. B 76 144302

  • [1]

    Zhao J J, Ye H P, Huang K, Chen Z N, Li B W, Qiu C W 2014 Sci. Rep. 4 6257

    [2]

    Gu Y, Cheng Y, Liu X J 2015 Appl. Phys. Lett. 107 133503

    [3]

    Zheng L, Guo J Z 2016 Acta Phys. Sin. 65 044305 (in Chinese) [郑莉, 郭建中 2016 物理学报 65 044305]

    [4]

    Tang K, Qiu C Y, Lu J Y, Ke M Z, Liu Z Y 2015 J. Appl. Phys. 117 024503

    [5]

    Deng K, Ding Y Q, He Z J, Zhao H P, Shi J, Liu Z Y 2009 J. Phys. D: Appl. Phys. 42 185505

    [6]

    Lin S C S, Huang T J, Sun J H, Wu T T 2009 Phys. Rev. B 79 094302

    [7]

    Torrent D, Sánchez-Dehesa J 2007 New J. Phys. 9 323

    [8]

    Peng S S, He Z J, Jia H, Zhang A Q, Qiu C Y, Ke M Z, Liu Z Y 2010 Appl. Phys. Lett. 96 263502

    [9]

    Zhang S, Yin L L, Fang N 2009 Phys. Rev. Lett. 102 194301

    [10]

    Zigoneanu L, Popa B I, Cummer S A 2011 Phys. Rev. B 84 024305

    [11]

    Li Y, Liang B, Tao X, Zhu X F, Zou X Y, Cheng J C 2012 Appl. Phys. Lett. 101 233508

    [12]

    Wang W Q, Xie Y B, Konneker A, Popa B I, Cummer S A 2014 Appl. Phys. Lett. 105 101904

    [13]

    Dehesa J S, Angelov M I, Cervera F, Cai L W 2009 Appl. Phys. Lett. 95 204102

    [14]

    Qian F, Zhao P, Quan L Liu X Z, Gong X F 2014 Europhys. Lett. 107 34009

    [15]

    Ge Y, Sun H X, Liu C, Qian J, Yuan S Q, Xia J P, Guan Y J, Zhang S Y 2016 Appl. Phys. Express 9 066701

    [16]

    Liu C, Sun H X, Yuan S Q, Xia J P 2016 Acta Phys. Sin. 65 044303 (in Chinese) [刘宸, 孙宏祥, 袁寿其, 夏建平 2016 物理学报 65 044303]

    [17]

    Xia J P, Sun H X 2015 Appl. Phys. Lett. 106 063505

    [18]

    Xia J P, Sun H X, Cheng Q, Xu Z, Chen H, Yuan S Q, Zhang S Y, Ge Y, Guan Y J 2016 Appl. Phys. Express 9 057301

    [19]

    Guan Y J, Sun H X, Liu S S, Yuan S Q, Xia J P, Ge Y 2016 Chin. Phys. B 25 104302

    [20]

    Yu N, Genevet P, Kats M A, Aieta F, Tetienne J P, Capasso F, Gaburro Z 2011 Science 334 333

    [21]

    Li Y, Liang B, Gu Z M, Zou X Y, Cheng J C 2013 Sci. Rep. 3 2546

    [22]

    Mei J, Wu Y 2014 New J. Phys. 16 123007

    [23]

    Tang K, Qiu C Y, Ke M Z, Lu J Y, Ye Y T, Liu Z Y 2014 Sci. Rep. 4 6517

    [24]

    Xie Y, Wang W, Chen H, Konneker A, Popa B I, Cummer S A 2014 Nat. Commun. 5 5553

    [25]

    Zhu Y F, Zou X Y, Li R Q, Jiang X, Tu J, Liang B, Cheng J C 2015 Sci. Rep. 5 10966

    [26]

    Yuan B G, Cheng Y, Liu X J 2015 Appl. Phys. Express 8 027301

    [27]

    Gao H, Gu Z M, Liang B, Zou X Y, Yang J, Yang J, Cheng J C 2016 Appl. Phys. Lett. 108 073501

    [28]

    Qian J, Liu B Y, Sun H X, Yuan S Q, Yu X Z 2017 Chin. Phys. B 26 114304

    [29]

    Liu C, Xia J P, Sun H X, Yuan S Q 2017 J. Phys. D: Appl. Phys. 50 505101

    [30]

    Tian Y, Wei Q, Cheng Y, Xu Z, Liu X J 2015 Appl. Phys. Lett. 107 221906

    [31]

    Fan X D, Zhu Y F, Liang B, Yang J, Cheng J C 2016 Appl. Phys. Lett. 109 243501

    [32]

    Liu C, Sun H X, Yuan S Q, Xia J P, Qian J 2017 Acta Phys. Sin. 66 154302 (in Chinese) [刘宸, 孙宏祥, 袁寿其, 夏建平, 钱姣 2017 物理学报 66 154302]

    [33]

    Jahdali R A, Wu Y 2016 Appl. Phys. Lett. 108 031902

    [34]

    Wang X P, Wan L L, Chen T N, Song A L, Wang F 2016 J. Appl. Phys. 120 014902

    [35]

    Xia J P, Sun H X, Yuan S Q 2017 Sci. Rep. 7 815

    [36]

    Liang Z X, Li J 2012 Phys. Rev. Lett. 108 114301

    [37]

    Xie Y B, Popa B I, Zigoneanu L, Cummer S A 2013 Phys. Rev. Lett. 110 175501

    [38]

    Li Y, Wu Y, Mei J 2014 Appl. Phys. Lett. 105 014107

    [39]

    Cheng Y, Zhou C, Yuan B G, Wu D J, Wei Q, Liu X J 2015 Nat. Mater. 14 1013

    [40]

    Lu G X, Ding E L, Wang Y Y, Ping X Y, Cui J, Liu X Z, Liu X J 2017 Appl. Phys. Lett. 110 123507

    [41]

    Wang Z Y, Wei W, Hu N, Min R, Pei L, Chen Y W, Liu F M, Liu Z Y 2014 J. Appl. Phys. 116 204501

    [42]

    Gu Y, Cheng Y, Wang J S, Liu X J 2015 J. Appl. Phys. 118 024505

    [43]

    Liu F M, Liu Z Y 2015 Phys. Rev. Lett. 115 175502

    [44]

    Wu S Q, Mei J 2016 AIP Adv. 6 015204

    [45]

    Li Y, Liang B, Gu Z M, Zou X Y, Cheng J C 2013 Appl. Phys. Lett. 103 053505

    [46]

    Shen C, Xie Y B, Li J F, Cummer S A, Jing Y 2016 Appl. Phys. Lett. 108 223502

    [47]

    Zheng L Y, Wu Y, Ni X, Chen Z G, Lu M H, Chen Y F 2014 Appl. Phys. Lett. 104 161904

    [48]

    Xie Y B, Konneker A, Popa B I, Cummer S A 2013 Appl. Phys. Lett. 103 201906

    [49]

    Sun H X, Zhang S Y, Yuan S Q 2016 Chin. Phys. B 25 124313

    [50]

    Jia D, Sun H X, Yuan S Q, Ge Y 2017 Chin. Phys. B 26 024302

    [51]

    Sun X D, Chen L, Jiang H B, Yang Z B, Chen J C, Zhang W Y 2016 IEEE T. Ind. Electron. 63 3479

    [52]

    Fokin V, Ambati M, Sun C, Zhang X 2007 Phys. Rev. B 76 144302

  • [1] 钟哲强, 张彬, 母杰, 王逍. 基于紧聚焦方式的阵列光束相干合成特性分析. 物理学报, 2020, (): . doi: 10.7498/aps.69.20200034
    [2] 王晓雷, 赵洁惠, 李淼, 姜光科, 胡晓雪, 张楠, 翟宏琛, 刘伟伟. 基于人工表面等离激元的厚度渐变镀银条带探针实现太赫兹波的紧聚焦和场增强. 物理学报, 2020, 69(5): 054201. doi: 10.7498/aps.69.20191531
    [3] 刘乃漳, 张雪冰, 姚若河. AlGaN/GaN 高电子迁移率器件外部边缘电容的物理模型. 物理学报, 2020, (): . doi: 10.7498/aps.69.20191931
  • 引用本文:
    Citation:
计量
  • 文章访问数:  335
  • PDF下载量:  119
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2017-08-13
  • 修回日期:  2017-09-14
  • 刊出日期:  2017-12-20

基于蜷曲空间结构的近零折射率声聚焦透镜

    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:11774137,11404147)、国家自然科学基金重大项目(批准号:51239005)、江苏省自然科学基金(批准号:BK20140519)、江苏高校青蓝工程、江苏省六大人才高峰(批准号:GDZB-019)和江苏大学工业中心创新实践项目资助的课题.

摘要: 研究基于蜷曲空间结构的近零折射率声聚焦透镜.根据近零折射率材料的声波方向选择机理,采用蜷曲空间结构为基本单元进行排列,设计具有特定入射与出射界面的几何结构,对透射声波的出射方向进行调控,实现了平面声波与柱面声波的聚焦效应,并深入讨论了透镜内部刚性散射体对声聚焦性能的影响.在此基础上,改变近零折射率透镜的出射界面,可以精确调控声波阵面的形状与方向.该类型透镜具有单一的单元结构、高聚焦性能及高鲁棒性等优点.研究结果为设计新型近零折射率声聚焦透镜提供了理论指导与实验参考,同时也为研究声波阵面的调控提供了新思路.

English Abstract

参考文献 (52)

目录

    /

    返回文章
    返回