Emisor tridimensional de momento angular acústico orbital omnidireccional con enfoque ajustable

Área de la Ciencia:

• Acústico
• Física de las ondas
• Ingeniería óptica

Sus antecedentes:

• Los haces de vórtice acústico (AV), que utilizan el momento angular orbital (OAM), ofrecen una mayor capacidad de comunicación y capacidades de ingeniería de campo acústico.
• El desarrollo de rayos AV de alta intensidad, bajo lóbulo y altamente direccionales es crucial para el avance de las tecnologías acústicas basadas en OAM.
• Los métodos tradicionales a menudo implican altos costos debido al uso extensivo de componentes activos.

Objetivo del estudio:

• Proponer un nuevo enfoque para generar haces de vórtice acústico enfocado (FAV) con propiedades sintonizables.
• Abordar las limitaciones de los métodos existentes, especialmente los altos costos y la complejidad de la fabricación.
• Permitir un control flexible de las características del haz FAV, incluida la posición del punto focal y la carga topológica.

Principales métodos:

• Utilizó una matriz de transductores sectoriales simplificada junto con múltiples lentes acústicas discretas en cascada (DAL).
• Se colocaron secuencialmente DAL con perfiles de modulación de fase designados antes del transductor.
• El ajuste de los ángulos de orientación DAL permitió la traducción del punto focal en 3D, mientras que el ajuste de los retrasos de fase del sector del transductor permitió la conmutación topológica de la carga.

Principales resultados:

• Se generaron con éxito haces de vórtice acústico enfocado (FAV) por modulación de fase de los haces AV emitidos por la matriz de transductores.
• Se ha demostrado la libre traducción del punto focal dentro del espacio 3D completo mediante el ajuste de los ángulos de orientación DAL.
• Se logra la conmutación de la carga topológica de los haces FAV durante el movimiento del punto focal ajustando los retrasos de fase del sector del transductor.

Conclusiones:

• El enfoque propuesto ofrece un método rentable y simplificado para fabricar dispositivos pasivos para aplicaciones acústicas avanzadas.
• Esta técnica proporciona un control preciso de las características del haz FAV, lo que permite aplicaciones versátiles.
• El método tiene un potencial significativo para la manipulación de partículas y las tecnologías de comunicación acústica.