Meta-device for acoustic spin–orbital angular momentum conversion

角动量 物理 四极 横截面 轨道角动量复用 涡流 声波 光的轨道角动量 物理声学 计算物理学 总角动量 横波 光的角动量 自旋(空气动力学) 经典力学 各向异性 光学 实现(概率) 角动量耦合 声学 量子电动力学 声表面波 工作(物理) 动量(技术分析) 环空(植物学)
作者
Taoyu Chen,Yurou Jia,Jixing Qin,Ying Cheng,Xiaojun Liu
出处
期刊:Applied Physics Letters [American Institute of Physics]
卷期号:127 (22)
标识
DOI:10.1063/5.0301361
摘要

Spin and orbital angular momentum, along with their intricate spin–orbit interactions (SOI), are fundamental to understanding wave phenomena across various physical systems. In acoustics, while orbital angular momentum has been a traditional focus due to sound's longitudinal nature, the existence of transverse spin has recently been identified in inhomogeneous sound fields. However, the practical realization of acoustic SOI for efficient angular momentum conversion and advanced wave manipulation remains a significant challenge. Here, we propose an acoustic meta-device that combines a comb-like waveguide with an anisotropic annulus to specifically engineer configurable spin–orbit conversion in acoustics. Numerical simulations reveal transverse spin and spin-momentum locking of spoof surface acoustic waves excited by the waveguide, alongside quadrupole resonances in the anisotropic annulus. Within this coupled system, an incident spin-carrying wave is effectively converted into a high-order acoustic vortex characterized by its distinct orbital angular momentum. Comparative experimental results confirm the efficacy of our design. This work advances acoustic SOI from theoretical observation to a practical, designable device implementation. The resulting spin-induced acoustic vortex generated by this angular momentum conversion mechanism holds promise for non-contact manipulations.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
Orange应助哭泣嵩采纳,获得10
1秒前
13728891737完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
aaaaaa发布了新的文献求助10
2秒前
jingwenli21完成签到,获得积分10
3秒前
小羊肖恩发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
领导范儿应助闰土采纳,获得10
4秒前
4秒前
5秒前
5秒前
木棉完成签到,获得积分10
6秒前
传奇3应助想飞的猪采纳,获得10
6秒前
6秒前
Jasper应助Lp采纳,获得10
7秒前
7秒前
Symbol完成签到,获得积分20
7秒前
GXH发布了新的文献求助10
9秒前
yimi发布了新的文献求助10
9秒前
小小虾发布了新的文献求助10
9秒前
脑洞疼应助没有昵称采纳,获得10
10秒前
邓佳鑫Alan应助笑点低的芫采纳,获得10
11秒前
11秒前
四月发布了新的文献求助10
11秒前
南宫映易发布了新的文献求助10
12秒前
13秒前
哭泣嵩发布了新的文献求助10
13秒前
bkagyin应助爱撒娇的怜珊采纳,获得30
14秒前
15秒前
15秒前
16秒前
17秒前
18秒前
yzy关闭了yzy文献求助
18秒前
SciGPT应助小羊肖恩采纳,获得10
18秒前
一年5篇发布了新的文献求助10
18秒前
哭泣嵩完成签到,获得积分10
19秒前
穿肠酒发布了新的文献求助10
19秒前
顾矜应助宝哥采纳,获得10
20秒前
Orange应助aaaaaa采纳,获得10
20秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Developing Genetic Editing Tools for Lysobacter 2000
Моделирование процессов самоорганизации в кристаллообразующих системах 1000
Adhesion Science: Principles & Practice 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
IEST-RP-CC018: Cleanroom Cleaning and Sanitization: Operating and Monitoring Procedures 600
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6527418
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8320468
关于积分的说明 17810665
捐赠科研通 5629161
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2930182
邀请新用户注册赠送积分活动 1906879
关于科研通互助平台的介绍 1766469