近年來(lái)，人們?cè)趯?duì)聲學(xué)超材料進(jìn)行了深入研究，同時(shí)也對(duì)非互易系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)做了大量工作。提出的系統(tǒng)之一是基于聲子晶體與非線(xiàn)性介質(zhì)的結(jié)合。在過(guò)去的十年中也涌現(xiàn)出許多其他系統(tǒng)，其中大多數(shù)依賴(lài)于使用非線(xiàn)性效應(yīng)來(lái)打破聲學(xué)系統(tǒng)的固有相互作用。雖然研究人員在開(kāi)發(fā)具有眾多潛在應(yīng)用的非互易聲學(xué)系統(tǒng)方面做出了巨大努力，但要實(shí)現(xiàn)高效的非對(duì)稱(chēng)傳輸且具備簡(jiǎn)單、小型化（亞波長(zhǎng)）和寬帶等特點(diǎn)仍然具有挑戰(zhàn)性。聲學(xué)傳感器或聲學(xué)介質(zhì)的主動(dòng)控制和調(diào)諧是實(shí)現(xiàn)非互易傳播的另一種可能方式。目前由有源反饋或電分流器控制的動(dòng)圈揚(yáng)聲器制成的系統(tǒng)已經(jīng)用于聲學(xué)超材料的設(shè)計(jì)，如時(shí)空對(duì)稱(chēng)系統(tǒng)、可重構(gòu)聲學(xué)諧振器或通過(guò)無(wú)序?qū)崿F(xiàn)傳輸?shù)南到y(tǒng)。

近日，法國(guó)勒芒大學(xué)聲學(xué)實(shí)驗(yàn)室的G. Penelet和Y. Aurégan研究團(tuán)隊(duì)展示了一個(gè)聲學(xué)系統(tǒng)，它能夠在較寬的頻率范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)不對(duì)稱(chēng)傳輸。該系統(tǒng)的基本元件是一個(gè)沿管道軸線(xiàn)放置的動(dòng)圈揚(yáng)聲器，以及一個(gè)嵌裝在揚(yáng)聲器前側(cè)的麥克風(fēng)。揚(yáng)聲器既是一個(gè)質(zhì)量彈簧振蕩器，可以通過(guò)它反射和傳輸入射波，又是一個(gè)由麥克風(fēng)通過(guò)反饋回路控制的聲音再發(fā)射器。結(jié)果表明，由此產(chǎn)生的兩個(gè)端口的互易性被破壞，并可用于設(shè)計(jì)寬帶非對(duì)稱(chēng)波發(fā)射機(jī)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，存在一個(gè)從300 -1500 Hz的頻帶，實(shí)現(xiàn)了在正向上幾乎的傳輸，而在反向上實(shí)現(xiàn)微弱（即約10%）的傳輸。由于這種高效緊湊的非互易散射體的寬帶特性，它對(duì)入射脈沖的響應(yīng)也展現(xiàn)出作為聲阱的強(qiáng)大應(yīng)用能力。相關(guān)研究成果發(fā)表在《Physical Review Applied》上。

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https://doi.org/10.1103/PhysRevApplied.16.064012