近日,厦门大学物理科学与技术学院教授陈焕阳团队利用变换声学和散射理论,设计出一款“声幻觉壳”,该装置可以欺骗声呐或耳朵,实现声错觉。
该装置是一个类似于高尔夫球样的球形壳,当物体放置在这个壳体内时,探测器会将该物体误认为另一个物体。据研究人员介绍,通过该装置,声呐会将一块铁探测为一条鱼。此前的“声隐身术”,可通过精准调控物体散射的声波来“欺骗”探测器,实现隐藏物体的目的。此次成果,不仅实现了“声隐身术”,还能将目标物识别为其他,产生“声幻象”,被认为是一种“声隐身术”的特例。
团队发现当壳层材料参数沿矢径方向满足共振条件并保证内外边界阻抗匹配时,可以用来替代原来所需的极端各向异性材料(具有零或无穷大的数值)。经过严格解析计算,研究人员提出一种三维声全向幻象,即通过精确地消除和重建声场可将一个物体“转换”为另一个物体。
研究人员认为,高尔夫球上的凹坑形状和大小并不固定,这蕴含着丰富的空气动力学和表面几何原理,于是参考经典高尔夫球的表面划分方法,利用光敏树脂3D打印制备了一个形似高尔夫球的“声幻觉壳”。
团队表示,这一独特技术在声学器件设计、反声呐探测伪装等方面有广阔应用前景。