近日，西北工业大学航空学院李冰教授团队在《自然：通讯》（Nature Communications）杂志在线发表题为《Giant elastic-wave asymmetry in a linear passive circulator》的研究论文。航空学院博士生胡亚斌为论文第一作者。李冰教授与西安交通大学刘咏泉副教授、西班牙马德里先进材料研究所Johan Christensen教授为论文共同通讯作者。西北工业大学航空学院李永波教授对本工作亦有重要贡献。

非互易循环器是一种多端口信号传输器件，其核心特点是波动信号只能按固定顺序单向传输（例如端口I→端口II，端口II→端口III, 端口III→端口I），而反向路径被抑制，可以实现发射信号和接收信号的高度隔离。已有的多端口循环器设计策略，无论是在微波还是声波领域，其设计理念主要通过引入偏置场或时间调制来打破系统的互易性，这种方式往往受制于系统复杂、信号失真、带宽较窄等不足。

针对上述问题，该研究团队创新性提出了一种基于波矢调制的线性、无源弹性波循环器设计方法，无需引入偏置场、非线性效应或时空调制，仅通过界面单元的梯度排布，实现了沿顺时针方向在界面突变处的模态完美跃迁，同时沿逆时针方向在界面连续处的模态显著抑制，从而可使任意端口入射的弯曲波仅沿顺时针方向的近邻端口输出。

实验和数值模拟均验证了该多端口弹性波循环器具有优异的宽频特性和抗干扰能力，其灵活、紧凑的设计可实现弹性导波信号的高保真、强抗干扰的定制化非对称传输。该调制策略同样可拓展至声波、电磁波等经典波系统，在芯片集成、单向波放大器、微粒操控、振动噪声控制等方面具有重要应用前景。

本工作受到国家自然科学基金、国家留学基金等项目资助，并得到强度与结构完整性全国重点实验室和西安市航空器先进结构设计及应用重点实验室等平台的大力支持。

文章链接：https://www.nature.com/articles/s41467-025-59313-0

（作者：胡亚斌；审核：李斌）