纸飞机:我国科学家实现高效水—气跨介质声波通信

　　近日，中国科学院声学研究所噪声与音频声学实验室成功实现高效水气跨介质声波通信，相关研究成果日前在国际学术期刊《应用物理快报》发表。

　　随着人类对海洋世界的探索与开发，实现水气间的跨介质通信变得十分重要。由于声波在水和空气中均能够远距离传播，因此被认为是实现水气跨介质通信最可行的载体。然而，由于水和空气之间存在巨大的阻抗差异，当声波直接入射到水气界面时，仅有0.1%的声能量能透过界面传播，这给基于声波的水气通信带来了巨大的挑战。以往针对水气传输的研究基本局限在基于共振的窄带声音传输，这大大限制了通信容量和效率。

　　为了实现高效的水气声波通信，科研团队首次将空气中的超材料和水中的空心构型声学超材料结合，实现了从水到空气的阻抗间隙，并设计出了宽频水气阻抗匹配层，通过仿真和实验验证了匹配层在宽频范围内的声透射增强效果，并实现了跨介质的水气声波通信。这一成果对于海洋勘探，海洋生物成像以及海洋网络构建等众多领域具有重要的应用前景。