收藏本站
《吉首大学》 2012年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

二维声子晶体中的声波控制研究

李波  
【摘要】:近年来,声子晶体丰富的物理内涵和潜在的应用价值引起了人们的普遍兴趣。声子晶体带结构中多种多样的色散关系决定了声波在其中各种独特的传播方式。通过人为设计带结构可以实现声子晶体中宽频域、低损耗的声传输,从而可以更好的实现对声波的人工操控,这在集成声学中具有重要的应用前景。本文对声子晶体的声人工操控以及基于该操控性的新应用进行了研究,其结论对于新型声学器件的设计和制备具有一定的指导意义。本文的具体工作分为以下几个方面: 首先,系统研究了二维声子晶体中声波的自准直效应。从色散角度对自准直效应的原理进行了分析。由于橡胶包裹坞柱置于水基体中构成的二维声子晶体在较宽的频域范围中存在平坦的等频色散线,因此可以实现宽频域低损耗的自准直声波的传输。我们在该声子晶体中分别实现了高斯源和点源的自准直效应,并在此基础上设计了声波的定向发射。 其次,系统研究了二维声子晶体中自准直声波的大角度转弯效应以及点源的亚波长成像转弯效应。研究发现通过对二维声子晶体沿着ΓX方向进行简单切割可以实现自准直声波在切割界面处的全反射现象。当自准直波沿着ΓM方向传播到这个界面时,由于全反射发生90°转弯,从而实现了具有高效率、宽频域的大角度转弯波导;当波源为点源时,由于其特殊的等频色散线结构,该声子晶体结构不仅可以传输点源的传播模式也可以传输其衰逝模式,从而突破了像的衍射极限,因此成像具有亚波长效应并发生90°转弯。 最后,通过在二维声子晶体引入适当缺陷,实现了自准直波束以及点源亚波长成像的分波效应。利用这种缺陷机制设计1×N型分波器,并研究了不同缺陷和不同频率下器件的分波效率。这种器件在发生自准直声波的整个频率范围内实现波束的高效分离。
【学位授予单位】:吉首大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:O735

知网文化
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 闫志忠;汪越胜;;一维声子晶体弹性波带隙计算的小波方法[J];中国科学(G辑:物理学 力学 天文学);2007年04期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 罗晓华;;折射率呈余弦变化的一维光子晶体带结构[J];半导体光电;2008年06期
2 苏晓星;陈钊;;光子晶体光纤前向布里渊散射现象中的声波带隙特性[J];北京交通大学学报;2009年02期
3 赵树恩;李以农;郑玲;谢敏松;;声子晶体与汽车振动噪声控制[J];材料导报;2007年04期
4 张振国;张秀丽;张娜;张恒;;传递矩阵-驻波管法研究材料隔声性能[J];材料导报;2010年10期
5 马琮淦;左曙光;何吕昌;魏欢;;声子晶体与轮边驱动电动汽车振动噪声控制[J];材料导报;2011年15期
6 黄成平;;谈普通物理学中的谐振子模型[J];时代教育(教育教学版);2009年08期
7 罗晓华;;弹性波与周期介质相互作用及声子晶体研究现状[J];东莞理工学院学报;2008年05期
8 张弛;罗积润;;UC-PBG结构创建准TEM波导的仿真分析[J];电子与信息学报;2010年02期
9 周晓舟;汪越胜;;决定二维声子晶体带隙的关键材料参数[J];功能材料;2009年03期
10 宿星亮;高原文;;一维功能梯度材料声子晶体弹性波带隙研究[J];功能材料;2010年S2期
中国重要会议论文全文数据库 前7条
1 林明东;邵福球;欧阳建明;;一维等离子体光子晶体的能带结构[A];第十三届全国等离子体科学技术会议论文集[C];2007年
2 宿星亮;高原文;;含有功能梯度材料的一维声子晶体弹性波带隙研究[A];中国计算力学大会'2010(CCCM2010)暨第八届南方计算力学学术会议(SCCM8)论文集[C];2010年
3 肖国宏;王骥;林青勇;顾春晖;龚俊锋;;微波段一维光子晶体带隙结构的研究[A];第六届全国高等学校物理实验教学研讨会论文集(下册)[C];2010年
4 姜恒;陈猛;冯亚菲;王育人;;金属-聚合物复合材料中的宽频水下强吸声机理研究[A];第十三届船舶水下噪声学术讨论会论文集[C];2011年
5 樊宁波;王绪文;;结构参数对三组元声子晶体隔声性能影响研究[A];2012船舶材料与工程应用学术会议论文集[C];2012年
6 樊宁波;王绪文;;影响局域共振型声子晶体吸声性能的因素分析[A];第十四届船舶水下噪声学术讨论会论文集[C];2013年
7 姜恒;陈猛;王育人;郭艳宏;冯亚菲;;声子玻璃物理建模的探索研究[A];第十四届船舶水下噪声学术讨论会论文集[C];2013年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 姜恒;多尺度结构功能材料在水下声隐身中的应用基础研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
2 王海涛;月球车热控关键问题研究及材料光谱性质的选择性调节[D];中国科学技术大学;2010年
3 姚宗健;横向振动在周期复合结构板中传播问题的研究[D];北京交通大学;2010年
4 李建宝;声子晶体带隙调控的数值与实验研究[D];北京交通大学;2011年
5 周晓舟;影响声子晶体带隙的材料参数研究[D];北京交通大学;2011年
6 刘琼;光子晶体中稀土的发光性质及稀土氧化物中激子吸收的理论分析[D];吉林大学;2011年
7 张少梅;LiNbO_3的光波导特性研究和平板光子晶体结构的制备[D];山东大学;2011年
8 辛琦;正弦波纹同轴布喇格谐振腔研究[D];西南交通大学;2011年
9 孔艳岩;静电场加载同轴结构小轨道相对论电子微波激射器研究[D];西南交通大学;2011年
10 赵寰宇;二维阿基米德格子声子晶体特性研究[D];北京工业大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 包静;周期性基础隔震结构的地震响应分析[D];北京交通大学;2011年
2 肖国华;微分求积方法在厚板振动分析中的应用[D];北京交通大学;2011年
3 熊晨;周期性基础的隔震性能及其数值算法研究[D];北京交通大学;2011年
4 马琰;弹性地基上周期梁板的隔振性能研究[D];北京交通大学;2011年
5 马天雪;材料参数对三维固体声子晶体带隙的影响[D];北京交通大学;2011年
6 许丹;SiO_2乳胶粒子及其有序组装体的制备研究[D];武汉理工大学;2011年
7 刘朋;周期微八角点阵复合材料带阻和阻尼特性研究[D];大连理工大学;2011年
8 王博;基于光子晶体的全光开关设计及光器件集成的研究[D];北京邮电大学;2011年
9 周小微;二维声子晶体低频弹性波传播有效速度研究[D];南京大学;2011年
10 刘婷;声子晶体的理论与应用研究[D];电子科技大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 陈雪峰;何正嘉;李兵;向家伟;;早期裂纹故障预示中的高精度小波有限元算法[J];中国科学E辑:工程科学 材料科学;2005年11期
2 赵耀;;基于小波变换的抵抗几何攻击的鲁棒视频水印[J];中国科学E辑:信息科学;2006年02期
3 温激鸿,王刚,刘耀宗,郁殿龙;基于集中质量法的一维声子晶体弹性波带隙计算[J];物理学报;2004年10期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 温激鸿,韩小云,王刚,赵宏刚,刘耀宗;声子晶体研究概述[J];功能材料;2003年04期
2 温激鸿,刘耀宗,郁殿龙,王刚,赵宏刚;基于散射单元的声子晶体振动带隙研究[J];人工晶体学报;2004年03期
3 温激鸿,刘耀宗,王刚,赵宏刚;声子晶体弹性波带隙理论计算及实验研究[J];功能材料;2004年05期
4 郁殿龙,刘耀宗,邱静,王刚,温激鸿,赵宏刚;一维声子晶体振动特性与仿真[J];振动与冲击;2005年02期
5 赵宏刚,刘耀宗,温激鸿,韩小云;心材密度及弹性模量对二维局域共振型声子晶体声波禁带的影响[J];材料科学与工程学报;2005年05期
6 黄小益,彭景翠,张高明,翦之渐;声子晶体中弹性波带隙与散射[J];功能材料;2005年02期
7 李晓春;易秀英;肖清武;梁宏宇;;三组元声子晶体中的缺陷态[J];物理学报;2006年05期
8 王留运;熊滨生;王兴;;任意散射体二维声子晶体的带结构计算方法[J];郑州大学学报(工学版);2006年02期
9 王文刚;刘正猷;赵德刚;柯满竹;;声波在一维声子晶体中共振隧穿的研究[J];物理学报;2006年09期
10 塔金星;;21世纪最具潜力的新型带隙材料——声子晶体[J];现代物理知识;2006年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王健君;;通过组装胶体颗粒实现特超声子晶体[A];中国化学会第27届学术年会第04分会场摘要集[C];2010年
2 陈久久;秦波;程建春;;二维表面波声子晶体的研究[A];中国声学学会2005年青年学术会议[CYCA'05]论文集[C];2005年
3 许震宇;沈琦;龚益玲;;一维声子晶体的数值和实验研究[A];中国力学学会学术大会'2005论文摘要集(下)[C];2005年
4 刘晓峰;汪越胜;;夹层声子晶体板的缺陷态研究[A];中国力学大会——2013论文摘要集[C];2013年
5 吴英家;方庆川;凡友华;;新型声学材料——声子晶体的低频高效隔声性能研究[A];中国环境科学学会2009年学术年会论文集(第二卷)[C];2009年
6 徐伟;汪越胜;;二维声子晶体的等效非局部连续介质模型[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(下)[C];2007年
7 刘耀宗;孟浩;李黎;温激鸿;;基于遗传算法的声子晶体梁振动传输特性优化设计[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年
8 祝雪丰;阚威威;程建春;;采用超晶格平面波展开和谐频响应法对硅基兰姆波声子晶体的研究[A];中国声学学会2009年青年学术会议[CYCA’09]论文集[C];2009年
9 周小微;程建春;;二维声子晶体中低频弹性波传播的有效速度[A];中国声学学会2009年青年学术会议[CYCA’09]论文集[C];2009年
10 汪越胜;;声子晶体波传播特性的参数表征及计算方法[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 记者 张建列 通讯员 冯春;利用声波实现“隔空探物”[N];广东科技报;2014年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 邓科;声子晶体及声超常材料的特性调控与功能设计[D];武汉大学;2010年
2 肖伟;声子晶体型周期复合结构禁带特性研究[D];华中科技大学;2007年
3 顾永伟;局域共振声子晶体的优化设计与模拟[D];上海交通大学;2009年
4 蔡力;声子晶体弹性波传播特性研究[D];国防科学技术大学;2008年
5 赵寰宇;二维阿基米德格子声子晶体特性研究[D];北京工业大学;2011年
6 李凤莲;计算二维声子晶体带隙及响应谱的边界积分方程法研究[D];北京交通大学;2011年
7 刘军;高Q声子晶体声波传感机理及实验研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2013年
8 付志强;一维/准一维变截面声子晶体的研究及在功率超声中的应用[D];陕西师范大学;2013年
9 魏瑞菊;基于对称性的二维声子晶体带隙特性研究[D];北京工业大学;2011年
10 王刚;声子晶体局域共振带隙机理及减振特性研究[D];国防科学技术大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王海洋;二维组合声子晶体薄板振动性能研究[D];哈尔滨工业大学;2008年
2 沈耀辉;二维三组元局域共振型声子晶体稳态响应研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
3 邱春印;二维声子晶体的层间多重散射理论及声子晶体相关的应用设计[D];武汉大学;2005年
4 冯昆;二维三组元声子晶体低频稳态响应探究[D];哈尔滨工业大学;2011年
5 王连坤;用于声子晶体检测的光外差测量技术研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2010年
6 武维维;一维声子晶体透射谱的理论研究[D];华中科技大学;2011年
7 徐永刚;周期与非周期性一维声子晶体能带特性研究[D];陕西师范大学;2013年
8 籍夫建;外场对声子晶体梁弯曲振动带隙特性影响研究[D];国防科学技术大学;2007年
9 柳天宇;一维压电声子晶体热输运性质的理论研究[D];天津大学;2008年
10 许雅玲;界面效应对二维声子晶体材料能带结构的影响[D];北京交通大学;2009年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026