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Reversed Doppler effect based on hybridized acoustic Mie resonances 글보기
Reversed Doppler effect based on hybridized acoustic Mie resonances
대표 URL https://www.nature.com/articles/s41598-020-58370-3
작성자 관리자 게시일 2020.05.25 조회수 1,109

Nanjing University의 Ying Cheng 교수팀에서 간단한 Mie Resonator을 사용한 Hybridized Metamaterial (HM)을 통해서 음의 그룹 속도에서 음향 전파와 역 도플러 효과를 구현하였다. 이중 음성 음향 메타 물질에서 역 도플러 효과를 실현하는 것은 여전히 ​​어려운 현상으로 본 연구팀에서는 다중 Mie 공진의 중첩 된 주파수 영역 내에서 효과적인 동적 벌크 모듈러스 및 질량 밀도가 동시에 작용되는 공명기를 설계하였다. Hybridized Metamaterial의 Traditional Mie Resonator(TMR)와 Quadruple-channel Mie Resonator(QMR)를 혼합하여 배열한 구조이다. 주파수 영역이 중첩 된 상태에서 TMR의 모노 폴라 공명과 QMR의 다이 폴라 공명을 결합함으로써 동시에 음의 유효 동적 벌크 모듈러스와 질량 밀도를 갖는 네거티브 굴절률을 구현하였으며, 역전 된 도플러 효과 보여주었다. 즉 음원이 다가오면 주파수가 낮아지고 음원이 멀리가면 주파수가 높아지는 현상을 보이고, 도플러쉬프트는 약 2.2Hz을 구현하였다. 이중음성 메타구조인 Hybridized Metamaterial 렌즈를 통해서 굴절율이 음이 되는 현상으로 음파가 –30도 굴절하는 음파 특성을 보여주었다. 또한 집속 가능한 음향렌즈를 제작하여 구동음파의 3/4 파장에 음파를 집속하여 이중 음성 메타물질의 특성을 잘 보여주었다. 이러한 새로운 음향메타구조를 통해서 음향 센서 및 집속음향 장치에 적용이 가능 할 것으로 예상 된다.

[담당자: 박종진(jjpark@kimm.re.kr, 7041)]

 
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