专利摘要

专利摘要

本发明公开了一种基于相位振幅调制的可实现声学全息的超材料，包括基板，所述基板上设有n×m个贯穿基板的单元，n表示n行，n为正整数，m表示m列，m为正整数，每个单元包含设有同轴的第一外通道、中间通道和第二外通道，所述第一外通道、中间通道和第二外通道的横截面形状均为正方形，第一外通道和第二外通道横截面的边长均为λ/5，中间外通道横截面的边长范围为0到λ/5，所述基板的厚度为λ，所述第一外通道的高度范围为λ/10到3λ/5，λ为入射声波的波长。本发明的基于相位振幅调制的可实现声学全息的超材料，中间通道的内半径在0到λ/5变化，来实现不同的反射振幅，改变中间通道的位置来实现不同的反射相位，可以同时调制波的相位和振幅，用于声学全息成像。

权利要求

1.一种基于相位振幅调制的可实现声学全息的超材料，其特征在于：包括基板，所述基板上设有n×m个贯穿基板的单元，n表示n行，n为正整数，m表示m列，m为正整数，每个单元包含设有同轴的第一外通道、中间通道和第二外通道，中间通道位于第一外通道和第二外通道之间，所述第一外通道、中间通道和第二外通道的横截面形状均为正方形，第一外通道和第二外通道横截面的边长均为λ/5，中间外通道横截面的边长范围为0到λ/5，所述基板的厚度为λ，所述第一外通道的高度范围为λ/10到3λ/5，λ为入射声波的波长；相邻两个单元的中心位置距离为p＝λ/4。

2.根据权利要求1所述的基于相位振幅调制的可实现声学全息的超材料，其特征在于：所述基板的声学阻抗至少为100倍的空气的声学阻抗。

3.根据权利要求1所述的基于相位振幅调制的可实现声学全息的超材料，其特征在于：所述入射声波的传播方向与基板表面的夹角为45°。

说明书

技术领域

本发明涉及基于相位振幅调制的可实现声学全息的超材料，属于声学领域。

背景技术

光学全息成像是一个众所周知的技术，声学全息成像类比于光学全息，可以操控声场在特定成像平面形成预设置的形状。这个全新的技术可能用于声场重分布，超声治疗和建筑声学领域。声学全息技术上和光学类似，需要同时调制波的相位和振幅，而传统声学超材料或超表面往往只能单一地调声波的相位。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种基于相位振幅调制的可实现声学全息的超材料，通过调整中间通道的边长和中间通道的位置，可以同时调制波的相位和振幅，用于声学全息成像。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明的一种基于相位振幅调制的可实现声学全息的超材料，包括基板，所述基板上设有n×m个贯穿基板的单元，n表示n行，n为正整数，m表示m列，m为正整数，每个单元包含设有同轴的第一外通道、中间通道和第二外通道，中间通道位于第一外通道和第二外通道之间，所述第一外通道、中间通道和第二外通道的横截面形状均为正方形，第一外通道和第二外通道横截面的边长均为λ/5，中间外通道横截面的边长范围为0到λ/5，所述基板的厚度为λ，所述第一外通道的高度范围为λ/10到3λ/5，λ为入射声波的波长。

作为优选，所述基板的声学阻抗至少为100倍的空气的声学阻抗。

作为优选，相邻两个单元的中心位置距离为p＝λ/4。

作为优选，所述入射声波的传播方向与基板表面的夹角为45°。

有益效果：本发明的基于相位振幅调制的可实现声学全息的超材料，中间通道的内半径在0到λ/5变化，来实现不同的反射振幅，改变中间通道的位置来实现不同的反射相位，可以同时调制波的相位和振幅，用于声学全息成像。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为图1的的俯视图。

图3为图1中单元的结构示意图。

图4为图1中单元的纵截面示意图。

图5为单元中中间通道的位置与反射相位关系。

图6为单元中中间通道的边长w与反射振幅关系。

图7为声学全息成像原理图。

图8全息成像实现“N”“J”“U”三个字母的数值模拟结果。

具体实施方式

如图1至图4所示，本发明的一种基于相位振幅调制的可实现声学全息的超材料，包括基板1，所述基板1的声学阻抗至少为100倍的空气的声学阻抗，所述基板1上设有n×m个贯穿基板1的单元，n表示n行，n为正整数，m表示m列，m为正整数，本发明优选为m＝n＝19，基板1中的单元均匀分布，相邻两个单元中心位置的距离为p＝λ/4，每个单元包含设有同轴的第一外通道、中间通道和第二外通道，中间通道位于第一外通道和第二外通道之间，所述第一外通道、中间通道和第二外通道的横截面形状均为正方形，第一外通道和第二外通道横截面的边长均为d＝λ/5，中间外通道横截面的边长w范围为0到λ/5，所述基板1的厚度为h＝λ，所述第一外通道的高度h₁范围为λ/10到3λ/5，λ为入射声波的波长。

图5显示了中间通道的位置(中间通道上表面到第一外通道上表面距离h₁)与反射相位关系，此图为λ＝2cm的结果，因此h₁的范围为0.2cm到1.2cm，另外可以看出，当调整参数w时，并不影响相位。图6显示了中间通道的边长w与反射振幅关系，此图为λ＝2cm的结果，因此w的范围为0.1cm到0.4cm，另外可以看出，当调整h₁时，基本不影响振幅。通过图5和图6证明了反射相位和振幅都可以通过调一个参数来单独控制。

图7显示声学全息成像的原理图，超材料的表面所在平面称为全息平面，扬声器3放在远场入射，入射角度与全息平面成45度，成像平面2正对全息平面，距离为11λ。

图8显示了数值模拟的全息成像结果，成像设计为三个大写字母“N”“J”“U”。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

一种基于相位振幅调制的可实现声学全息的超材料专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。