Nonlinear propagation and control of acoustic waves in phononic superlattices

La propagation d'ondes acoustiques intenses dans un cristal phononique à une dimension est étudiée. Le milieu consiste en un fluide structuré, formé par un réseau périodique de couches fluides dont les propriétés acoustiques linéaires ainsi que le coefficient de non-linéarité quadratique sont alternés. L'espacement entre les couches est de l'ordre de la longueur d'onde ; en conséquence, des effets de type Bragg tels que des bandes interdites apparaissent. Nous montrons que l'interaction entre la dispersion forte et la non-linéarité conduit à de nouveaux scénarios de propagation d'ondes. Le processus classique de distorsion de la forme d'onde, typique des ondes acoustiques intenses dans les milieux homogènes, peut être fortement altéré quand des harmoniques générées de manière non linéaire se retrouvent à l'intérieur des bandes interdites ou au voisinage de celles-ci. Ceci offre la possibilité de façonner un milieu de manière à obtenir une forme d'onde particulière. Les exemples donnés incluent la réalisation de milieux avec des non-linéarités effectives (par exemple, cubiques), ou de milieux extrêmement linéaires (où la distorsion peut être annulée). Les idées présentées ouvrent la voie au contrôle de la propagation des ondes acoustiques en régime non linéaire.