近日,中科院聲學研究所噪聲與音頻聲學實驗室成功實現高效水-氣跨
介質聲波通信,相關研究成果日前在國際學術期刊《應用
物理快報》發表。
,z<J`n '5xIisP 隨著人類對海洋世界的探索與開發,實現水氣間的跨介質通信變得十分重要。由于聲波在水和空氣中均能夠遠距離傳播,因此被認為是實現水-氣跨介質通信最可行的載體。然而,由于水和空氣之間存在巨大的阻抗差異,當聲波直接入射到水—氣界面時,僅有0.1%的聲能量能透過界面傳播,這給基于聲波的水—氣通信帶來了巨大的挑戰。以往針對水—氣傳輸的研究基本局限在基于共振的窄帶聲音傳輸,這大大限制了通信容量和效率。
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b(^/WCykH 基于寬帶阻抗匹配層的水-氣聲通信示意圖
}AfX0[!O 為了實現高效的水-氣聲波通信,科研團隊首次將空氣中的超
材料和水中的空心構型聲學超材料結合,實現了從水到空氣的阻抗間隙,并設計出了寬頻水-氣阻抗匹配層,通過
仿真和實驗驗證了匹配層在寬頻范圍內的聲透射增強效果,并實現了跨介質的水-氣聲波通信。
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7#/->Y 基于寬帶阻抗匹配層的水-氣聲通信實驗演示
c;siMWw; 這一成果對于海洋勘探,海洋生物
成像以及海洋網絡構建等眾多領域具有重要的應用前景。
ay~c@RXW Ff6l"A5 相關鏈接:
https://dx.doi.org/10.1063/5.0168562