具有振幅多样性超原子的声学超表面，可实现宽带无失真传输和可配置反射

《Science China-Physics Mechanics & Astronomy》：Acoustic metasurfaces with amplitude-diverse meta-atoms for broadband undistorted transmission and configurable reflection

宽带无失真传输是保留入射波信息的关键，研究亚波长声学超表面在相位相同但透射率不同时仍能保持波前无失真特性，通过数值和实验验证了可重构反射（异常反射/漫反射），为声场操控和新型声纳穹顶提供新思路。

　　

摘要

宽带无失真传输是保持入射波和脉冲所携带信息的关键因素之一，这使得成像和源检测成为可能。对于通过人工材料（如超表面）的传输而言，无失真传输通常要求每个超原子具有完全相同的传输振幅和相位。在这里，我们研究了一种特殊的声学超表面，它由具有相同传输相位但不同透射率的超原子组成。有趣的是，我们发现当这些超原子处于亚波长尺度时，透射率的差异不会对传输波前造成显著失真。基于这一观察结果，我们通过数值模拟和实验验证了这种声学超表面能够实现无失真传输以及可配置的任意反射特性。我们通过数值和实验方法展示了两种不同的反射类型：异常反射和漫反射，并且在这些过程中传输波前在整个频谱范围内都保持无失真。我们的研究揭示了利用超表面实现宽带无失真传输和可配置反射的更通用条件，这可能在声场操控和新型声纳设计方面具有潜在应用价值。