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  • 超颖材料3D打印“声学全息图”

    来源:未知   发布时间:2020-09-27 09:23nbsp;  点击量:

    超颖材料3D打印“声学全息图”

    最近,美国杜克大学(Duke University)的一组工程师开发了一种方法,可以制作出像视觉全息图一样神奇的声学全息图,即利用3D打印的声学积木来排列声波。

    用超材料三维打印“声全息图”

    当谈到三维声波时,我们知道声波不仅携带声音和音量,还携带空间信息。2D图像和3D图像的区别在于,除了长度和宽度之外,还有深度,可以创造出更逼真的视觉体验。

    和视觉全息图一样,声音形成的压力波也可以3D模式呈现。研究人员已经成功地将发出的声波形成一个距离为一英尺的类似字母A的物体,如下图:所示

    然而,研究人员可以实现这一目标,这要归功于超材料的使用——由大量个体组成的合成材料。

    在这种情况下,超材料就像乐高积木。每一小块都由3D打印塑料制成,其中包含12种不同的螺旋形状之一。因为螺旋的紧密度对声音传播的方式有影响,它的紧密度越高,越减慢声音传播的速度。

    单个小块不会影响声波的方向,只会影响声波的速度。然而,如果它们以阵列的形式存在,传播的声波的方向可以有效地改变。

    因此,研究人员可以通过了解12种声学构件对声波的不同影响,在声波前面排列任何想要的模式。换句话说,声波可以在特定的距离产生特定的“声全息图”。

    虽然有技术可以实现上述目标,但杜克大学电子与计算机工程教授史蒂夫康默(Steve Cummer)表示,这些技术不仅操作复杂,而且消耗大量能源,但他们的新方法可以实现成本更低、规模更小的目标。

    这种简单节能的技术意味着家庭音频可以给用户带来相当复杂但真实的声音场景。在这方面,研究人员现在正在接触音频行业,希望进一步发展这项技术的发展前景。此外,他们还表示,这项技术也可以应用于航空遥感、医学成像等超声技术领域。

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