基于弹性超表面的超薄波导结构

【作者】 刘咏泉； 石蕴； 张云浩； 李冰；

【机构】 西安交通大学航天航空学院复杂服役环境重大装备结构强度与寿命全国重点实验室； 西北工业大学航空学院；

【摘要】 针对声子晶体和超材料体积大、结构复杂、工作频带窄等实际应用中的难题,基于超表面的弹性波调控方案于2016年首次被提出来。从构型上看,弹性超表面是一种厚度小于波长的低维人工薄层超结构,具有体积小、易制备、不依赖局域共振效应等优势而备受关注。本工作将介绍课题组最近提出的基于弹性超表面的超薄波导结构。通过组合两层超表面将弹性波限制在特定的传播路径上,研究发现:该波导结构存在一个临界截止宽度,将波的传播模式分为传播态、局限态和增强态。将局限态与传播态结合,设计并实现了单向传播波导、方向选择波导等功能性波导结构;将传播态和增强态结合,在固体薄板中实现了类似耳蜗的结构,能够在宽频范围内实现对弹性导波的能量收集、频率分解、高Q值信号传感和滤波等功能。本工作将为轻巧、高效的新型弹性导波结构设计提供思路。更多还原