[发明专利]一种声学超表面和声波聚焦装置

说明书

本发明提供了一种声学超表面和声波聚焦装置，声学超表面包括：多个第一结构单元和多个第二结构单元，多个第一结构单元与多个第二结构单元相互连接且位于同一平面上，第一结构单元与第二结构单元的出射声波的相位延迟差为180度，第一结构单元与第二结构单元对入射声波具有相同的透射率；第一结构单元和第二结构单元分别包括：一体式连接的上平板和下平板，上平板的下表面上均匀设置有多个矩形凸起；上平板上的两个相邻的矩形凸起的中间设置有第一缝隙，下平板上设置有第二缝隙。本发明可以通过调整声学超表面单元的排布方式或排布顺序，实现对不同的声波调节的功能。

技术领域

本发明涉及声学材料技术领域，具体而言，涉及一种声学超表面和声波聚焦装置。

背景技术

近年来，随着各种声学器件的层出不穷，仅仅使用传统材料的声学特性已经不能满足声学器件的发展需求了，进而声学超表面(超材料)越来越多的出现在声学器件制造技术领域，声学超表面具有特殊的声学特性，声学超表面能够满足利用亚波长的厚度的薄表面来达到对声波的调控，但是现有的声学超表面的结构组成单元无法做到使入射声波的产生的相位延迟的差值变化保持一致，进而不能够更加有效、灵活的进行对入射声波的调控。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种声学超表面和声波聚焦装置，以解决上述问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种声学超表面，该声学超表面包括：

多个第一结构单元和多个第二结构单元，多个所述第一结构单元与多个所述第二结构单元相互连接且位于同一平面上，所述第一结构单元与所述第二结构单元的出射声波的相位延迟差为180度，所述第一结构单元与所述第二结构单元对入射声波具有相同的透射率；

所述第一结构单元和所述第二结构单元分别包括：上平板、下平板、第一侧壁和第二侧壁，所述上平板与下平板之间通过第一侧壁和第二侧壁连接为一体式结构，所述上平板的下表面上均匀设置有多个矩形凸起；

所述上平板上的两个相邻的矩形凸起的中间设置有第一缝隙，所述下平板上对应于两个相邻的矩形凸起的中间位置设置有第二缝隙；

所述第一结构单元的所述第一缝隙与所述第二缝隙之间间隔有一个所述矩形凸起；

所述第二结构单元的所述第一缝隙与所述第二缝隙之间间隔有三个所述矩形凸起。

结合第一方面本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中：

所述上平板上均匀设置有五个矩形凸起，以使所述第一结构单元和所述第二结构单元形成六空腔式结构。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例还提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中：

所述上平板上均匀设置有三个矩形凸起，以使所述第一结构单元和所述第二结构单元为四空腔式结构。

结合第一方面，本发明实施里提供了第一方面的的第三种可能的实施方式，其中：

所述第一结构单元与所述第二结构单元的尺寸相同，所述第一结构单元的上平板厚度、下平板厚度、矩形凸起的尺寸、第一缝隙宽度、第二缝隙宽度分别与所述第二结构单元的上平板厚度、下平板厚度、矩形凸起的尺寸、第一缝隙宽度、第二缝隙的宽度对应相同。

结合第一方面，本发明实施里提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中：

所述第一结构单元与所述第二结构单元的垂直于所述第一缝隙的截面长度为L，所述第一结构单元与所述第二结构单元的总厚度、上平板厚度、下平板厚度、第一缝隙的宽度与第二缝隙的宽度以及矩形凸起的尺寸均与所述长度L呈比例关系。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中：