(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210669010.9 (22)申请日 2022.06.14 (71)申请人 金陵科技学院 地址 210000 江苏省南京市江宁区弘景 大 道99号 (72)发明人 张玲玲　祁正青　陈鹏　 (74)专利代理 机构 南京中擎科智知识产权代理 事务所(普通 合伙) 32549 专利代理师 黄智明 (51)Int.Cl. G16C 60/00(2019.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 17/11(2006.01) G06F 113/26(2020.01) (54)发明名称 一种实现声 波全角度负折 射的方法 (57)摘要 本发明提供了一种实现声波全角度负折射 的方法， 通过提供PIM1 ‑空气‑PIM2结构， PIM1与 PIM2具有相互共轭的参数， 实现了声波的全角度 负折射。 权利要求书1页 说明书5页 附图2页 CN 114944207 A 2022.08.26 CN 114944207 A 1.一种实现声波全角度负折射的方法， 其特征在于， 所述方法包括： 提供两块PIM平板， 分别为PIM1和PIM2， 组成PIM1 ‑空气‑PIM2结构， 两块PIM平板的体积压缩率和质量密度分别 为βs＝iβrβ0和ρ ＝‑iρrρ0， 其中β0和ρ0是空气的相应参数， βr和ρr是比值， 均为实数， 其中所述 两块PIM平板具有相互共轭的参数， 其中PIM1具有声学相干发射模式， 且PIM2具有声学相干 完美吸收模式。 2.如权利要求1所述的实现声波全角度负折射的方法， 其特征在于， 所述声学相干发射 模式的色散关系为： 声学相干 完美吸收模式的色散关系为： 其中， k0＝2 π/ λ为真空中波矢, 和 分别为真空中和PIM平 板中x方向波矢， d为PIM平板的厚度， η＝ρ'kx/ρ0kx'为真空与PIM的分界面上相对波阻抗的 比值。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114944207 A 2一种实现声波全角度负 折射的方 法 技术领域 [0001]本发明涉及声学技 术领域， 具体为 一种实现声 波全角度负折 射的方法。 背景技术 [0002]传统介质中光的衍射限制了成像的清 晰度。 为了克服这一 障碍， 激发了人们对负 折射现象的研究。 通过负折射， 可以聚焦一个波源发出的所有空间频谱成分， 甚至是倏 逝波 [1]。 特别是， 由同时拥有负电导率和负 磁导率的复合电磁介质制成的平板可以实现远低于 波长极限的光学分辨率。 其它实现负折射的方法， 如， 使用相位共轭界面， 采用一对满足时 空对称(PT对称)超平面结构。 [0003]目前， 纯虚超构材料(P IM)在光学和声学领域中被广 泛研究。 与PT对称系统中空间 分布的损耗和增益不同， PIM的损耗和增益均匀地分布在 空间， 但在不同参数中。 因此， PIM 是一个均匀的介质， 其折射率是一个实数。 在本文中， 我们探讨了在声学纯虚超构材料 (PIM)框架下的反常散射特性。 理论分析和基于有限元法的数值仿 真结果证明， 通过使用一 个支持声 学相干完美吸收模式的PIM平板和另一个具有共轭参数的工作于声 学相干发射模 式下的PIM*平板， 可以获得声波的全角负折射。 所提出的结构为声学完美成像提供了一种 可能方案 。 发明内容 [0004]声学纯虚超构材料(Purely  Imaginary  Metamater ial,简称PIM)包含均匀分布在 空间中的损耗和增益， 但分布在不同参数中。 因此， PIM材料同时含有增益和损耗的元素， 一 些非同寻常的波模式会出现， 这取决于 哪个元素占主导地位。 在本工作中， 我们在散射理论 的基础上， 从理论上研究了声学相 干发射、 声学相 干完美吸收以及它们在声学纯虚超构材 料框架下共存的普遍 条件。 通过将两个具有共轭参数的PIM平板配对， 实现了全角度的负折 射。 [0005]因此， 本发明的目的在于提供一种实现声 波全角度负折 射的方法。 [0006]为实现上述目的， 本发明提供如下技 术方案： [0007]一种实现声波全角度负折射的方法， 包括： 提供两块PIM平板， 分别为PIM和PIM*， 组成PIM‑空气‑PIM*结构， 两块PIM平板的体积压缩率和质量密度分别为βs＝iβrβ0和ρ ＝‑iρr ρ0， 其中β0和ρ0是空气的相应 参数， βr和ρr是比值， 均为实数， 其中所述两 块PIM平板具有相互 共轭的参数， 其中PIM具有 声学相干发射模式， 且PIM *具有声学相干 完美吸收模式。 [0008]进一步， 所述声学相干发射模式的色散关系为： [0009] [0010]声学相干 完美吸收模式的色散关系为：说　明　书 1/5 页 3 CN 114944207 A 3