Manipulation de fronts d’ondes ultrasonores à l’aide de lentilles acoustiques poreuses, plates et ultrafines

Abstract

Depuis les années 2010, les métasurfaces se sont révélées être des dispositifs efficaces et compacts pour la manipulation de fronts d'ondes. Les métasurfaces sont des structures très fines (d’épaisseur sub-longueur d'onde) qui permettent de mettre en forme n’importe quel front d'onde en introduisant des variations de phase dans la réponse spatiale des ondes qui traversent ces structures planes. Dans cet article, nous décrivons une nouvelle classe de métasurfaces à gradient d'indice acoustique, conçues à partir de silicone poreux, dédiées à la mise en forme de fronts d'ondes ultrasonores tridimensionnels. Les fonctionnalités de ces lentilles plates et ultrafines seront illustrées à travers des expériences ultrasonores de focalisation et de génération de vortex acoustiques menées dans l’eau. Cette nouvelle génération de métasurfaces pourrait avoir des applications importantes dans divers domaines utilisant des champs ultrasonores bien précis (imagerie biomédicale, contrôle non destructif, manipulation de petits objets) car leur fabrication met en jeu des procédés relativement simples issus de la science des polymères.