机械结构力学及控制国家重点实验室卢春尧等硕士生在声学超材料声透镜研究方面取得重要进展，相关成果“GRIN metamaterial generalized Luneburg lens for ultra-long acoustic jet”近日发表于美国物理联合会（AIP）旗舰期刊Applied Physics Letters，并被选为 “Editor’s Pick”和“Featured Article”，同时AIP Scilight以“Acoustic lens can help generate longer and cleaner sound jet”为题进行了采访报道。

声射流是一种非常狭窄的局部声场，在保持亚波长声束宽度的同时可以传播几个波长的距离。由于其有望打破衍射极限的特点，这种基于透镜的声束产生和控制被认为在无损检测、医疗超声和水下声纳等方面有潜在的应用前景。现有的声射流透镜受限于自然材料选择，声场衰减快，旁瓣多，声阻抗匹配差，难以满足实际应用需求。因此迫切需要开展新材料、新设计的声射流透镜研究。基于此，研究团队提出了一种梯度折射率超材料实现的声学广义伦伯透镜。该透镜由圆柱形声学超材料单元构成，采用3D打印技术制作完成。研究结果表明：在20kHz的声波入射条件下，透镜背侧产生了17倍自身波长的超长声射流，是传统设计方法的两倍。此外，研究还发现设计的透镜声阻抗匹配良好、无明显旁瓣、焦距可重构，表现出卓越的声学性能和声场可操控性。这种基于声学超材料声透镜调控声场的方法为声学成像和声纳设备等领域提供了极大的设计灵活性和通用性。

该研究得到国家自然科学基金、国家重点研发计划等项目的支持。该研究的指导老师为国重实验室王婧副教授和吴大伟教授。

论文链接：https://aip.scitation.org/doi/10.1063/5.0044436

Scilight 报道链接：https://aip.scitation.org/doi/10.1063/10.0004346

文章被选为“Editor’s Pick”和“Featured Article”

  Scilight采访报道

  完成此工作的硕士生团队