| 基于PT对称的声波超前/延迟线 |
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| 引用本文： | 张海啸,夏一宁,廖丹薇,刘昕昀,刘小利,张含,鲍彧.基于PT对称的声波超前/延迟线[J].科学通报,2024(13):1794-1802. |
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| 作者姓名： | 张海啸 夏一宁 廖丹薇 刘昕昀 刘小利 张含 鲍彧 |
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| 作者单位： | 1. 常州工学院电气信息工程学院;2. 南京大学物理学院,近代声学教育部重点实验室;3. 常州大学微电子与控制工程学院 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金(62001060,11904035)；;江苏省自然科学基金(BK20220616)；;江苏省高校“青蓝工程”优秀青年骨干教师项目；;江苏省高等学校自然科学研究项目(23KJD140001,22KJB140001)；;常州市科技计划(CJ20220256)资助； |
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| 摘 要： | 低损耗、长带宽、时间可控的声波延迟线在音频、射频、声表面波信号处理等领域具有非常广泛的应用,然而设计满足上述三点特性的声延迟线是一项极具挑战性的工作.近年来,量子力学中的宇称时间(parity-time, PT)对称概念被引入到声学系统中,其散射矩阵在特殊点处的实数本征值揭示了声波在此类系统中可实现宽带的无损传输,且传输相位可调.本文设计了一种由一对PT对称的导纳超表面及夹在中间的等效声学介质组成的声学系统,通过设置导纳超表面参数调节其工作机制,从而实现了两类互补的特殊点.其中防反射层模式下的特殊点导致了一种声波延迟线的形成,而相干完美吸收-激“声”模式下的特殊点则用于设计一种罕见的声波超前线.由于此声学损耗-增益超表面在自然界中是不存在的,本文利用可主动控制的电热声碳纳米管薄膜来模拟它.仿真结果表明,PT对称系统是实现低损耗、长带宽且时间可控的声波超前/延迟线的优良载体,其应用可扩展至包括光学、力学、弹性波等诸多波动领域.
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| 关 键 词： | PT对称声学 声学超表面 碳纳米管薄膜 声波超前/延迟线 |
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