The acoustic coding metasurfaces have attracted much attention recently for their unique and flexible control of wavefronts by arranging the binary elements in special sequences with antiphase responses. In this paper, we investigate the application of coding metasurfaces to manipulate the scattering features found under plane-wave illumination. Different coding strategies are considered to realize multibeam generation and construct meta-diffusers that can disperse incoming energy in various directions, leading to considerable suppression of acoustic waves traveling in specular directions. Both simulated and measured results demonstrate the powerful capability of wave manipulation by the coding metasurfaces, offering a new method for noise control in the future.

1.
S. A.
Cummer
,
J.
Christensen
, and
A.
Alù
,
Nat. Rev. Mater.
1
,
16001
(
2016
).
2.
Z.
Liu
,
X.
Zhang
,
Y.
Mao
,
Y. Y.
Zhu
,
Z.
Yang
,
C. T.
Chan
, and
P.
Sheng
,
Science
289
,
1734
(
2000
).
3.
B.
Liang
,
X. S.
Guo
,
J.
Tu
,
D.
Zhang
, and
J. C.
Cheng
,
Nat. Mater.
9
,
989
(
2010
).
4.
Y. F.
Zhu
,
X. Y.
Zou
,
B.
Liang
, and
J. C.
Cheng
,
Appl. Phys. Lett.
106
,
173508
(
2015
).
5.
L.
Zigoneanu
,
B. I.
Popa
, and
S. A.
Cummer
,
Nat. Mater.
13
,
352
(
2014
).
6.
B.-I.
Popa
,
L.
Zigoneanu
, and
S. A.
Cummer
,
Phys. Rev. Lett.
106
,
253901
(
2011
).
7.
W.
Li
,
F.
Liu
,
L.
Mei
,
M.
Ke
, and
Z.
Liu
,
Appl. Phys. Lett.
114
,
061904
(
2019
).
8.
A.
Díaz-Rubio
,
J.
Li
,
C.
Shen
,
S. A.
Cummer
, and
S. A.
Tretyakov
,
Sci. Adv.
5
,
eaau7288
(
2019
).
9.
G.
Ma
,
M.
Yang
,
S.
Xiao
,
Z.
Yang
, and
P.
Sheng
,
Nat. Mater.
13
,
873
(
2014
).
10.
Y.
Xie
,
W.
Wang
,
H.
Chen
,
A.
Konneker
,
B.-I.
Popa
, and
S. A.
Cummer
,
Nat. Commun.
5
,
5553
(
2014
).
11.
B.
Assouar
,
B.
Liang
,
Y.
Wu
,
Y.
Li
,
J.-C.
Cheng
, and
Y.
Jing
,
Nat. Rev. Mater.
3
,
460
(
2018
).
12.
Y.
Xie
,
C.
Shen
,
W.
Wang
,
J.
Li
,
D.
Suo
,
B. I.
Popa
,
Y.
Jing
, and
S. A.
Cummer
,
Sci. Rep.
6
,
35437
(
2016
).
13.
Y.
Zhu
,
J.
Hu
,
X.
Fan
,
J.
Yang
,
B.
Liang
,
X.
Zhu
, and
J.
Cheng
,
Nat. Commun.
9
,
1632
(
2018
).
14.
X.
Jiang
,
Y.
Li
,
B.
Liang
,
J.-C.
Cheng
, and
L.
Zhang
,
Phys. Rev. Lett.
117
,
034301
(
2016
).
15.
H.
Esfahlani
,
H.
Lissek
, and
J. R.
Mosig
,
Phys. Rev. B
95
,
024312
(
2017
).
16.
J.
Li
,
C.
Shen
,
A.
Díaz-Rubio
,
S. A.
Tretyakov
, and
S. A.
Cummer
,
Nat. Commun.
9
,
1342
(
2018
).
17.
Y.
Li
,
C.
Shen
,
Y.
Xie
,
J.
Li
,
W.
Wang
,
S. A.
Cummer
, and
Y.
Jing
,
Phys. Rev. Lett.
119
,
035501
(
2017
).
18.
G.
Memoli
,
M.
Caleap
,
M.
Asakawa
,
D. R.
Sahoo
,
B. W.
Drinkwater
, and
S.
Subramanian
,
Nat. Commun.
8
,
14608
(
2017
).
19.
N.
Jiménez
,
T. J.
Cox
,
V.
Romero-García
, and
J. P.
Groby
,
Sci. Rep.
7
,
5389
(
2017
).
20.
M. R.
Schröder
,
J. Acoust. Soc. Am.
57
,
149
(
1975
).
21.
M. R.
Schröder
,
J. Acoust. Soc. Am.
65
,
958
(
1979
).
22.
P.
D’Antonio
and
J.
Konnert
,
J. Audio Eng. Soc.
32
,
228
(
1984
).
23.
P.
D'Antonio
and
T. J.
Cox
,
Appl. Acoust.
60
,
113
(
2000
).
24.
J.
Kang
,
J. Acoust. Soc. Am.
107
,
1394
(
2000
).
25.
Y.
Zhu
,
X.
Fan
,
B.
Liang
,
J.
Cheng
, and
Y.
Jing
,
Phys. Rev. X 
7
,
021034
(
2017
).
26.
T. J.
Cui
,
M. Q.
Qi
,
X.
Wan
,
J.
Zhao
, and
Q.
Cheng
,
Light Sci. Appl.
3
,
e218
(
2014
).
27.
T. J.
Cui
,
S.
Liu
, and
L.
Zhang
,
J. Mater. Chem. C
5
,
3644
(
2017
).
28.
T.-J.
Cui
,
S.
Liu
, and
L.-L.
Li
,
Light Sci. Appl.
5
,
e16172
(
2016
).
29.
L.-H.
Gao
,
Q.
Cheng
,
J.
Yang
,
S.-J.
Ma
,
J.
Zhao
,
S.
Liu
,
H.-B.
Chen
,
Q.
He
,
W.-X.
Jiang
,
H.-F.
Ma
,
Q.-Y.
Wen
,
L.-J.
Liang
,
B.-B.
Jin
,
W.-W.
Liu
,
L.
Zhou
,
J.-Q.
Yao
,
P.-H.
Wu
, and
T.-J.
Cui
,
Light Sci. Appl.
4
,
e324
(
2015
).
30.
K.
Chen
,
L.
Cui
,
Y.
Feng
,
J.
Zhao
,
T.
Jiang
, and
B.
Zhu
,
Opt. Express
25
,
5571
(
2017
).
31.
L.
Li
,
T. J.
Cui
,
W.
Ji
,
S.
Liu
,
J.
Ding
,
X.
Wan
,
Y. B.
Li
,
M.
Jiang
,
C.-W.
Qiu
, and
S.
Zhang
,
Nat. Commun.
8
,
197
(
2017
).
32.
S.
Liu
,
T. J.
Cui
,
L.
Zhang
,
Q.
Xu
,
Q.
Wang
,
X.
Wan
,
J. Q.
Gu
,
W. X.
Tang
,
M. Q.
Qi
,
J. G.
Han
,
W. L.
Zhang
,
X. Y.
Zhou
, and
Q.
Cheng
,
Adv. Sci.
3
,
1600156
(
2016
).
33.
R. Y.
Wu
,
C. B.
Shi
,
S.
Liu
,
W.
Wu
, and
T. J.
Cui
,
Adv. Opt. Mater.
6
,
1701236
(
2018
).
34.
S.
Liu
,
T. J.
Cui
,
A.
Noor
,
Z.
Tao
,
H. C.
Zhang
,
G. D.
Bai
,
Y.
Yang
, and
X. Y.
Zhou
,
Light Sci. Appl.
7
,
18008
(
2018
).
35.
B.
Xie
,
K.
Tang
,
H.
Cheng
,
Z.
Liu
,
S.
Chen
, and
J.
Tian
,
Adv. Mater.
29
,
1603507
(
2017
).
36.
B.
Xie
,
H.
Cheng
,
K.
Tang
,
Z.
Liu
,
S.
Chen
, and
J.
Tian
,
Phys. Rev. Appl.
7
,
024010
(
2017
).
37.
T. J.
Cox
,
J. A. S.
Angus
, and
P.
D'Antonio
,
J. Acoust. Soc. Am.
119
,
310
(
2006
).
38.
G. Y.
Song
,
Q.
Cheng
,
T. J.
Cui
, and
Y.
Jing
,
Phys. Rev. Mater.
2
,
065201
(
2018
).
39.
N.
Yu
,
P.
Genevet
,
M. A.
Kats
,
F.
Aieta
,
J.-P.
Tetienne
,
F.
Capasso
, and
Z.
Gaburro
,
Science
334
,
333
(
2011
).
40.
M. J. E.
Golay
,
J. Opt. Soc. Am.
41
,
468
(
1951
).
41.
42.
M.
Moccia
,
S.
Liu
,
R. Y.
Wu
,
G.
Castaldi
,
A.
Andreone
,
T. J.
Cui
, and
V.
Galdi
,
Adv. Opt. Mater.
5
,
1700455
(
2017
).
43.
M.
Moccia
,
C.
Koral
,
G. P.
Papari
,
S.
Liu
,
L.
Zhang
,
R. Y.
Wu
,
G.
Castaldi
,
T. J.
Cui
,
V.
Galdi
, and
A.
Andreone
,
Sci. Rep.
8
,
11908
(
2018
).
44.
X.
Fan
,
Y.
Zhu
,
B.
Liang
,
J.
Yang
,
J.
Yang
, and
J.
Cheng
,
Appl. Phys. Lett.
111
,
103502
(
2017
).
You do not currently have access to this content.