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本报讯 继2006年在PRL上报道声子晶体中的负折射效应之后，最近，南京微结构国家实验室(筹)闵乃本院士研究团队在最新一期NatureMaterials上报道了他们在声子晶体中发现的新的物理效应：声波的双负折射效应。
光波的双折射效应是人们熟悉的效应，在光学元件中有着重要的应用，如起偏器和检偏器。其产生的条件有两个，一是光学晶体具有各向异性，二是光波具有两种偏振状态。光波的两种偏振态在各向异性的晶体中传播，具有两种不同的折射率，导致了双折射的出现。因此，只有一种偏振的声波在晶体中传播不可能出现双折射。然而，在声子晶体中，由于周期性的散射，导致声波的色散关系发生交叠，即其第一布里渊区处等频线发生了交叠。一个频率的声波同时处于两个或多个Bloch态，分别属于两个不同的能带，具有不同的等频面，因此具有两种不同的群速度和折射率。
基于这一基本原理，他们运用FDTD方法模拟了声波在声子晶体中的双负折射现象，通过实验证实了这一现象。进一步，利用双负折射效应，他们成功地实现了平板透镜的超透镜点源成像：同一个点源，可以通过声子晶体平板实现两个像。与光学双折射成像不同，这里所成的两个像具有同样的频率和同样的“偏振态”，或者说，同一个“物”形成了两个同样的像，确切地说是两个相干像。
这一现象是继声子晶体中的带隙效应、负折射效应、超棱镜效应等以后，发现的又一重要的物理效应。可能在声聚焦、声全息，声表面波器件等方面获得重要的应用。不仅如此，这一现象具有一般性，类似的效应可能存在于光波之于光子晶体中、电子之于晶体中、表面等离激元波之于等离激元晶体中。
这里显示的效应在70kHz附近，下一步，研究组开展的研究是将上述结果发展到更高的频段，并引入到声表面波领域。
论文的第一作者卢明辉是材料系2007届博士研究生，材料系陈延峰教授为通讯作者。项目受到国家973计划和自然科学基金重点项目的支持。受到研究生院研究生创新项目的资助。文章发表于Nature Materials6，(2007)(doi：lO．1038／nmatl987)。
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