新華網華盛頓3月2日電(記者林小春)中國南京大學與美國伊利諾伊大學厄巴納-尚佩恩分校的研究人員最近聯(lián)合設計出一種名為聲場旋轉器的設備，聲波經過其中時會被旋轉一個特定的角度，聽起來聲波像是從其他方向傳來的一樣。

　　研究人員說，這是世界首個切實可行的聲場旋轉器，將來有望應用在提高醫(yī)學超聲成像精度及其他一些需要對聲場實現特殊操控的領域。

　　這項成果發(fā)表在新一期美國《應用物理通訊》上。據研究負責人、南京大學程建春教授介紹，近年來，基于“聲學超構材料”來實現各種奇特的聲學現象，比如聲學隱身、聲學幻象，已經成為科學界的研究熱點。聲學旋轉器作為一種特殊的聲學幻象器件，卻始終沒有切實可行的設計方案。而在電磁波和水波中，旋轉器已被成功設計制備，并被認為具有重要的作用與意義。

　　程建春對新華社記者說：“作為一種經典波，聲波在我們的日常生活中具有廣泛用途，因此聲場旋轉器的成功設計和實現不僅填補了相關研究領域的空白，富含學術意義，而且提供了利用‘聲學超構材料’來實現更為豐富的聲波操控技術手段，具有廣闊應用前景。”

　　這一聲場旋轉器基于“變換聲學理論”和“等效媒質理論”設計，由具有各向異性的“聲學超構材料”構成。各向異性是指在不同方向上，材料的物理性質不同。而實際的旋轉器件樣品則是由一個等分為若干圓環(huán)的同心圓柱體構成，每個圓環(huán)又被分割成若干小單元，在每個單元中插入一個矩形薄片并旋轉一定角度后，整個結構在波長遠大于薄片尺寸的低頻范圍內均可以產生所需的各向異性參數。在工作頻段內，從任意方向入射到表面上的聲波均可被這些薄片結構所導引并逐漸偏折，最終在內部區(qū)域產生出一個偏轉了特定角度的波陣面，從而實現預期的聲場旋轉效果。

　　程建春說，該聲場旋轉器能夠在很寬的頻率范圍內實現對聲波波陣面的特殊操控，并能通過改變結構參數靈活控制旋轉角度。他們希望該設備將來應用在一些需要對聲場實現特殊操控的場合，例如在醫(yī)學超聲成像中對聲波進行更加精確的控制，改善對壞損組織的成像和治療質量。

　　但研究人員也指出，目前他們只是初步證明了運用“聲學超構材料”設計聲學旋轉器的可行性，并制備出一種簡單的示意性樣品，遠未成熟到可實際應用的程度，需要進一步探索和優(yōu)化，以達到應用水平。

　　此外，聲學旋轉器的實現對于設計更加復雜的聲學結構具有一定的幫助和啟發(fā)，有望通過與其他類型的“聲學超構材料”結合產生更為豐富奇特的聲波操控功能。這將是他們的下一步目標。