[Publication] Métastructure acoustique Janus avec modulations de phase non-réciproque et reconfigurable

Jeudi 6 janvier 2022

Intégrer différentes fonctionnalités physiques utiles dans les métastructures et les métasurfaces est d’une importance considérable pour créer des méta-dispositifs acoustiques, optiques, mécaniques multifonctionnels, innovants et compacts. En particulier, la mise en œuvre de différentes manipulations et structurations des fronts d’ondes dans une unique structure/matériau ouvre une voie exceptionnelle au développement des métamatériaux intégrés.

Inspirés par l’analogie avec la représentation du Dieu romain au deux visages “Janus”, nos chercheurs ont introduit dans cet article le concept des métastructures acoustiques Janus pour la structuration indépendante de fronts d'onde pour deux incidences opposées. Ils ont utilisé des résonateurs acoustiques avec des systèmes rotatifs intégrés pour obtenir une très grande non-réciprocité de propagation, démontrant la création de combinaisons reconfigurables uniques de manipulation d’onde.

Une série de métastructures acoustiques Janus intégrant des combinaisons choisies de réfraction négative, de focalisation, d'absorption, de diffusion et de splitting de faisceau d’onde a été démontrée par des simulations numériques et des mesures expérimentales, montrant leur grand potentiel pour la manipulation reconfigurable du front d'onde acoustique.

Dans ce travail de recherche, complétement réalisé au sein de l’équipe Métamatériaux et Phononique de l’IJL, nos chercheurs ont proposé des approches numériques et expérimentales pour démontrer le concept inédit des métastructures acoustiques Janus, ainsi que leur capacité unique à manipuler et structurer la propagation d’ondes.

Les résultats obtenus ouvrent une voie très prometteuse pour la réalisation de méta-dispositifs non-réciproques en général, et Janus en particulier, et constituent une plateforme solide de développement de systèmes acoustiques multifonctionnels et compacts.

Références :

Titre : Janus acoustic metascreen with nonreciprocal and reconfigurable phase modulations

Auteurs : Yifan Zhu, Liyun Cao, Aurélien Merkel, Shi-Wang Fan, Brice Vincent, Badreddine Assouar

Nom de la revue : Nature Communications

Date de parution (en ligne) : Décembre 2021

Lien : https://www.nature.com/articles/s41467-021-27403-4

Légende de l'image :
Concept de métastructure acoustique Janus. Simulation numérique de la structuration du front d'onde et démonstration expérimentale des fonctionnalités de focalisation et d'absorption produites sous incidences émanant des deux côtés de la métastructure

Lire l'article en ligne sur le site de l'Institut de Chimie du CNRS