以声波为载体的信息传输在众多领域具有不可替代的作用，例如常见的可听语音，以及用于水下探测的超声波等。由于海水对电磁波的强散射或强吸收，使得现阶段声波成为水下信息传输的主要手段。然而，与电磁波相比，声波频率低、传播速度慢、以及标量波（液体中）的特点，使得声通信的传输效率远小于电磁波通信。海洋探索的日益发展对高效率的声通信技术提出更高的需求。提高声通信的传输效率具有重要价值。
现有的声通信方法主要基于时分多路、频分多路复用等手段。为进一步提高声通信的传输效率，我们提出在已有时域、频率等自由度的基础上，将声轨道角动量作为一个全新的编码自由度引入到声通信系统中，实现更高效率的声通信（Xue Jiang, et. al, Advanced Materials, 30, 18, 2018）。该技术可将声通信效率提高为原来的N倍（N为采用的声轨道角动量阶数）。在此基础上，我们进一步设计了一种高效地实现声轨道角动量模态解耦和不同信道中信息读取的声学结构，具有工作频带宽、结构简单、可灵活调控等优势（Xue Jiang, et. al, Physical Review Applied, 13, 014014, 2020）。同时，我们提出能够通过调控声场对称性来操控声轨道角动量的全新理论方法，为基于声轨道角动量的声通信技术提供新的可拓展手段（Xue Jiang, Dean Ta and Weiqi Wang, Physical Review Applied, 14, 034014, 2020）。
近期，课题组成功地设计了另一种实现声轨道角动量通信高效感知与探测的轨道角动量透镜，与前期工作中基于反射式原理的结构相比，该透射式的透镜能将混叠着多路复用模态的入射信号与信道识别后的单一模态信号有效地分离，这极大地提高了信息读取的准确度及效率，同时也简化了系统的硬件复杂度和信息后处理难度，为进一步推进基于声轨道角动量的声通信技术及提高声通信的效率提供新思路和方法（Xue Jiang, et. al, Dean Ta and Weiqi Wang, Applied Physics Letters, 118, 071901, 2021）。
相关科研成果：
1. Xue Jiang*, Nengyin Wang, Chuanxin Zhang, Xinsheng Fang, Shengquan Li, Xiaoyu Sun, Yong Li, Dean Ta*, and Weiqi Wang, Acoustic orbital angular momentum prism for efficient vortex perception, Applied Physics Letters, 118, 071901 (2021).
2. Xue Jiang*, Dean Ta*, and Weiqi Wang, Modulation of Orbital-Angular-Momentum Symmetry of Nondiffractive Acoustic Vortex Beams and Realization Using a Metasurface, Physical Review Applied, 14, 034014 (2020).
3. Xue Jiang*, Yong Li, Dean Ta*, and Weiqi Wang, Ultrasonic sharp autofocusing with acoustic metasurface, Physical Review B, 102, 064308 (2020).
4. Jiajie He, Xue Jiang*, Dean Ta*, and Weiqi Wang, Experimental demonstration of underwater
5. ultrasound cloaking based on metagrating, Applied Physics Letters, 117, 091901 (2020).
6. Xue Jiang, Chengzhi Shi, Yuan Wang, Joseph Smalley, Jianchun Cheng and Xiang Zhang*, Nonresonant Metasurface for Fast Decoding in Acoustic Communications, Physical Review Applied, 13, 014014 (2020).
7. Xue Jiang#, Yong Li#, Bin Liang*, Jian-chun Cheng* and Likun Zhang*, Convert acoustic resonance to orbital angular momentum, Physical Review Letters, 117, 034301 (2016).
