在基础研究和技术领域当中,门类繁杂的各种应用都利用了这样一个性质,即是说声音的传播会受到介质的影响,并会反馈介质的相关信息,也就是说,声音的传输会受到它通过的介质以及介入的物体的影响,并和介质的不均匀性相关。声音对与其相互作用的物质和物体之间的物理影响是非常值得关注和研究的领域。人们推测声音是一种波,这种现象的推测并不是空穴来风,而是源于对水波的观察而得到的。波的基本概念是一种振荡扰动,它从某个源涟漪开去,并且在比较长距离的传播过程中不会输送太多值得辨识的有价值的物质,由此声音也被叫做声波,声音的传播就是声波的运动。17世纪早期,一些相关的实验结果表明,声音是由振动的物体发出的单个音符而产生的空气运动,空气也是振动的,它振动的频率与物体振动的频率相同。既然声波的传播与它与之通过的物体发生作用并衍生出一些物理特性,还会由此得到广泛的用途,那么该物体的结构研究就是十分必要的,这种物体也被称为与声学相关的材料。传统的一些声学材料比如多孔介质和微穿孔板来实现对声波的吸收,并运用流体-固体界面的粘滞耗散和热传导,通过微观几何参数来表示这样一种性能的实现。近年来声学超材料的出现,引起了人们对声波相关研究的浓厚兴趣。这种材料实现了一般大自然中原有材料无法实现的特殊功能,比如声学超分辨成像、声场隐身、声吸收等。局域共振及其几何和对称性约束为测量各种不同的超材料的吸收性能提供了思路,这些超材料可以实现以前无法实现的亚波长尺度结构的吸收声谱。这些结构包括装饰膜谐振器、简并谐振器、混合谐振器以及盘绕式Fabry-Pérot和亥姆霍兹谐振器。声学超表面是声学超材料的一种类型,是一种特殊的非天然的平面型材料。与传统的三维声学超材料相比,二维的声学超表面具有尺寸小、厚度薄等尺寸优势,并且会在一些实际运用中起到传统声学超材料无法实现的作用。本文介绍了一种能在亚波长范围内大幅度提高声波传输性能的超表面,并且能够保持其透明和气密的特性。玻璃是很常见的材料,一般作为隔声材料被人们熟知,而对于它透射方面的应用和性质的报道却很少。本文利用玻璃片和刚性边框共振的原理,测出了0.3 mm厚度玻璃片在特定频率的近乎全透射现象,还研究了双层玻璃片中间不同厚度空气层同时在多个频率的透射,并通过有限元模拟分析其原理,为实现一个全封闭可视化超透射声学材料打下基础。实际可用于在消防员的透明面罩上,在有效阻隔外部浓烟以及不阻碍消防员视线的条件下,可将某些特定频率的声波实现最大程度的穿过;手机话筒孔可附着这类材料,既保证了手机的密闭性又可实现声音的全透过。与目前的技术水平相比,这个最初设想的被动超表面充分利用了玻璃板的共振,特别地是没有用到任何复杂或者昂贵的材料。我们为这种超表面提供气密装饰窗（Decorated Air-proof Window（DAW））的设计、数值模拟和实验演示,并分析其背后的物理机制。此外,我们还证明了通过引入该装饰窗的多层共振耦合可以实现更多的透射峰。这个超表面具有很多潜在的应用价值,因为一些场合在不需要任何通风的情况下,需要声音和可见光都要实现最大程度的传输。