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奋进南师

我校物科院吴大建教授课题组在Applied Physics Letters发表封面文章

最近,我校物科院吴大建教授课题组在聚焦超声涡旋研究方面取得进展,最新工作作为封面文章(Featured Article)在自然指数期刊Applied Physics Letters发表[Appl. Phys. Lett. 115, 083501 (2019)](图1),论文第一作者是博士研究生陈帝超,通讯作者是吴大建教授。

图1

声涡旋场具有螺旋形相位分布的波前、携带轨道角动量,并且能够将轨道角动量传递给吸收的物体,从而使物体发生旋转。另一方面其独特的相位分布和涡旋中心的零声压场,使其在微观粒子、细胞等的操控上有重要应用。聚焦超声涡旋则可以提供更强的捕获力,更大的力矩和更深的渗透深度,因而具有更加显著的理论和实际应用价值。传统产生聚焦超声涡旋的方法主要是通过电学手段控制大量主动换能器每一个的振幅和相位,从而获得聚焦涡旋声场。然而巨大的设计成本、繁琐的操作流程以及弯曲的工作平面极大的限制了它的应用与发展。

图2

为解决上述问题,吴大建教授团队设计了一个聚焦超声涡旋场发射器,其包含一个人工结构板,该人工结构板上刻有两组离散的阿基米德螺线槽。当入射超声波通过该结构时,透射声场将产生聚焦超声涡旋(图2);通过调整每组的阿基米德螺线槽的数目和排布,可以实现不同拓扑荷数的聚焦超声涡旋。该发射器结构简单便于制作,且是一种被动的无源人工结构,仅依靠本身的结构就能对透射声场进行调制,进而实现聚焦超声涡旋,具有很好的理论和应用价值。该工作与同济大学物理科学与工程学院的徐峥副教授团队合作完成,同时该工作得到国家自然科学基金的支持。

物科院

江苏省光电技术重点实验室供稿

  • 更新时间

    2019年08月28日

  • 阅读量

  • 供稿

    物科院

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