復(fù)合超表面用于跨水空聲波的完美傳輸和定制化調(diào)控

天津大學(xué)波動力學(xué)與控制實驗室汪越勝、王艷鋒等人實現(xiàn)了跨水-空氣界面的聲傳輸增強(qiáng)和任意相位調(diào)制的解耦操控。相關(guān)成果發(fā)表于《先進(jìn)科學(xué)》（Advanced Science）。由于水與空氣間極端的聲阻抗失配，聲波在水-空氣界面處的能量傳輸效率很低，從而限制了許多如?？章晫W(xué)通信等跨水空的工程應(yīng)用。如何實現(xiàn)高效的跨水空波動調(diào)控是目前工程領(lǐng)域中一個亟待解決的難題。文章基于拓?fù)鋬?yōu)化方法，系統(tǒng)地建立了一種復(fù)合超表面逆向解耦設(shè)計的優(yōu)化方法，通過對單相固體介質(zhì)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計實現(xiàn)了在跨水空完美聲傳輸下的任意相移。研究人員隨后通過跨水空聲學(xué)實驗，驗證了復(fù)合超表面的聲傳輸增強(qiáng)特性和定制化聲場調(diào)控特性。

復(fù)合超表面用于跨水空聲波的完美傳輸和定制化調(diào)控（圖片來源于天津大學(xué)網(wǎng)站）

揭示拓?fù)渎晫W(xué)中的角模式反?，F(xiàn)象

中國科學(xué)院聲學(xué)研究所楊軍、賈晗與武漢大學(xué)劉正猷、華南理工大學(xué)陸久陽等合作，首次在聲子晶體中構(gòu)造了聲學(xué)萬尼爾構(gòu)型，并觀測到了分?jǐn)?shù)化的聲學(xué)譜電荷分布，從而為判斷聲學(xué)人工晶體的拓?fù)湫再|(zhì)提供了一種內(nèi)稟的判據(jù)。相關(guān)成果發(fā)表于《科學(xué)通報》（Science Bulletin）。研究人員在構(gòu)建的聲子晶體中測得了表現(xiàn)為分?jǐn)?shù)化譜電荷的拓?fù)浣悄Ｊ椒闯＃@種模式反?？梢宰鳛橐环N易于觀測的實空間拓?fù)渲笜?biāo)，對湮滅在體態(tài)中的拓?fù)浣悄Ｊ竭M(jìn)行先驗判別。通過將不同的萬尼爾構(gòu)型按照多種方式進(jìn)行組合，在組合后的聲子晶體中，平庸相和非平庸相結(jié)構(gòu)均可以作為包覆層，為在帶隙中構(gòu)造和調(diào)控拓?fù)浣悄Ｊ教峁┝艘环N新思路。

光子回收白熾照明器件

上海交通大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院崔可航課題組從輻射材料、輻射光譜、光子回收利用等方面出發(fā)，設(shè)計并制造了一種高光效、高顯色指數(shù)、長壽命的光子回收白熾照明器件。相關(guān)成果發(fā)表于《科學(xué)進(jìn)展》（Science Advances）。照明耗電通常占發(fā)電總量的20%，所產(chǎn)生的碳排放占全球碳排放總量的10%以上，照明效率的提高有助于減少電力能源消耗。論文通過光子回收機(jī)制的確立與機(jī)器學(xué)習(xí)多目標(biāo)優(yōu)化，實現(xiàn)了一種光效高達(dá)173.6流明/瓦（照明效率25.4%）、顯色指數(shù)96、具有人體工學(xué)色溫、使用壽命高于6萬小時的高可靠性光子回收白熾照明器件，并可將照明器件的生命周期碳排放總量降至LED照明器件的1/3以下。

超高密度三維動態(tài)全息投影研究

中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)光學(xué)與光學(xué)工程系龔雷課題組與國內(nèi)外合作者將光散射引入三維全息投影技術(shù)中，同時克服了傳統(tǒng)全息投影技術(shù)深度調(diào)控的兩個瓶頸問題，實現(xiàn)了超高密度的三維動態(tài)全息投影。相關(guān)成果發(fā)表于《光學(xué)》（Optica）。真實的三維全息圖涉及對重構(gòu)物體深度信息的連續(xù)精密調(diào)控，全息圖深度信息調(diào)控能力越強(qiáng)，有效投影平面密度越高，人眼觀測到的重構(gòu)物體圖像就越逼真。新型散射輔助的三維動態(tài)全息技術(shù)利用光的多重散射，提高了光學(xué)系統(tǒng)可調(diào)控空間頻率的范圍，同時開發(fā)散斑光場傳輸屬性降低不同深度平面光場的相關(guān)性，將基于菲涅爾全息的投影深度分辨率提高3個量級以上，抑制了不同投影平面間圖像的串?dāng)_。