超材料是一種由亞波長單元結(jié)構(gòu)經(jīng)周期或非周期排布構(gòu)成的特殊人造材料，具有一些自然界中材料所不具備的特異性物理響應(yīng)特性，在信息、物理等領(lǐng)域受到廣泛關(guān)注。然而，目前的研究大多局限于超材料對單一物理場的調(diào)控，如電磁場、靜電場、聲場等，而對于多物理場調(diào)控則鮮有提及。為了探索電磁場與聲場復(fù)合調(diào)控的可行性，本文提出了一種新型超材料，通過將典型雙薄膜型隔聲結(jié)構(gòu)與數(shù)字編碼超材料有機結(jié)合，最終在實現(xiàn)優(yōu)異降噪性能的同時，對不同極化入射電磁波的散射特性可進行獨立的控制，具有很高的工程應(yīng)用價值。
近期，東南大學信息科學與工程學院程強教授、崔鐵軍教授及其研究團隊，通過簡潔合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計，實現(xiàn)了一種具有隔聲降噪與各向異性電磁調(diào)控功能的超材料。該雙功能超材料采用雙層PET薄膜結(jié)構(gòu)，并在上下兩層PET上分別鍍上了ITO薄膜。其中下層ITO薄膜充當電磁屏蔽地，而上層ITO薄膜刻蝕了周期性十字型亞波長單元陣列，通過調(diào)整該單元在兩個垂直方向上的相對長度，實現(xiàn)了兩種極化電磁波的不同響應(yīng)。為進一步減少設(shè)計的復(fù)雜度，他們借鑒了編碼超材料技術(shù)，利用四種編碼單元的組合，實現(xiàn)了不同極化波的散射方向圖控制。同時，上下兩層PET薄膜通過FR-4方環(huán)框架相連接，形成經(jīng)典的雙薄膜型隔聲單元，達到隔聲降噪的效果。仿真及實驗結(jié)果顯示，該超材料具有良好的雙物理場調(diào)控功能，為后續(xù)的工程應(yīng)用提供了重要的參考。
