Подтвердились предположения о том, что можно создать «полупрозрачное зеркало» для звука, которое блокирует акустические волны, движущиеся в одном направлении, но пропускает идущие в другом.

Так же, как электрический диод пропускает ток только в одном направлении, устройство, называемое «акустическим выпрямителем», меняет частоту входящего сигнала и пропускает звук этой частоты сквозь себя, в то время как сигнал исходной частоты не может преодолеть барьер в обратном направлении.

В прошлом году Цзянь-чунь Чен (Jian-chun Cheng) и его коллеги из Нанкинского университета (Китай) предложили теоретический путь создания акустического диода. А теперь они продемонстрировали практическую реализацию устройства.

Устройство состоит из двух частей: слоя специального геля, применяемого для ультразвуковых исследований, и решетки, состоящей из чередующихся слоев воды и стекла. Чтобы звук прошел сквозь диод, он должен сначала миновать слой геля. Ультразвуковой гель представляет собой нелинейную среду, при прохождении которой частота акустических волн удваивается. Решетка отсеивает все частоты, кроме той, удвоенной, что позволяет звуку частично пройти сквозь устройство.

Однако, если исходная волна попытается пройти через диод в обратном направлении, она в первую очередь должна будет миновать решетку. И поскольку её частота не была увеличена при прохождении слоя геля, эта волна будет полностью блокирована решеткой.

Подобные устройства могут найти применение для медицинских ультразвуковых исследований, при которых может потребоваться сфокусировать звуковые волны определенных частот, пишут авторы работы.

Николас Фанг (Nicholas Fang), специалист по нанофотонике из университета штата Иллинойс (США), говорит, что изобретение Чена столь же важно, как изобретение электрического диода в своей области. По словам Фанга, следующим важным шагом должно стать объединение подобных устройств, которое позволит пройти путь «от диода к интегральной схеме».