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고효율 초박형 수중 음향 메타 서페이스
대표 URL https://doi.org/10.1103/PhysRevApplied.15.044046
작성자 관리자 게시일 2021.06.11 조회수 503

고효율 초박형 수중 음향 메타 서페이스

 

해양탐사, 건강진단 등의 개발에 따라 수중 음향 장치의 고성능화와 경량화가 중요해지고 있다. 이러한 수요에 발맞춰 기존보다 작은 스케일로 높은 성능을 낼 수 있는 음향 메타물질 또는 메타 서페이스에 대한 최신 연구들이 진행되고 있다. 톈진 대학의 Yue-Sheng Wang 교수 연구팀은 비국부적으로 입사 음파의 위상 제어를 통한 반사각을 조절할 수 있는 초박형 수중 음향 메타 서페이스를 제안했다. 국부적으로 반사각을 조절하는 스넬의 법칙과는 다르게 제안된 메타 구조는 회절 원리를 기반으로 설계하여 비국부적으로 반사각을 조절할 수 있다. 연구팀은 스넬의 법칙과 회절 원리 각각을 기반으로 설계된 메타 서페이스에 음파가 수직 입사할 경우 각도 별 반사 효율을 수치해석을 통해 비교하여 스넬의 법칙 기반 설계의 한계와 제안된 메타구조의 장점을 제시했다. 또한 제안된 메타구조는 원하는 각도 별 설계에 따라 파장의 60분의 1의 매우 얇은 두께로 1 kHz 부터 100 kHz 까지 광대역에서 높은 반사 효율을 갖는다. 제안된 연구는 의료나 수중 탐사 등의 응용분야에서 가볍고 고성능의 음향 장치에 응용될 수 있는 연구가 될 것으로 기대된다.

 

출처: Zhou, H. T., Fu, W. X., Wang, Y. F., & Wang, Y. S. (2021). High-efficiency Ultrathin Nonlocal Waterborne Acoustic Metasurface. Physical Review Applied, 15(4), 044046.

[담당자: 이재화(jaehwalee@kimm.re.kr, 7462)]

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