二維蜂窩結(jié)構(gòu)聲子晶體的負(fù)折射成像研究.pdf

1、聲子晶體是一種存在彈性波帶隙特性的周期性復(fù)合材料或結(jié)構(gòu)，聲子帶隙是其最顯著的物理特性，主要表現(xiàn)為聲波或彈性波在帶隙頻率范圍內(nèi)衰減很快，不能傳播。由于這一特性，聲子晶體可被設(shè)計成許多新型的聲學(xué)器件，在隔振降噪領(lǐng)域具有很大的應(yīng)用前景。經(jīng)過二十幾年的發(fā)展，人們對聲子晶體的認(rèn)識研究不斷深入，已經(jīng)不再局限于其帶隙特性，漸漸把目光轉(zhuǎn)向其通帶部分的應(yīng)用研究，利用通帶特性得到的負(fù)折射，自準(zhǔn)直，聲隱身等方面的奇特現(xiàn)象得到了越來越多的關(guān)注，由這些現(xiàn)象而來的

2、聲子晶體平板透鏡和隱身衣等潛在應(yīng)用更是讓人興奮和期待。本文就是圍繞聲子晶體負(fù)折射效應(yīng)而展開，利用有限元的方法對二維蜂窩結(jié)構(gòu)聲子晶體的負(fù)折射成像特性進(jìn)行研究，以下是論文的內(nèi)容安排:
　　第一章首先介紹了聲子晶體的基本概念，以電子能帶理論為基礎(chǔ)和光子晶體的發(fā)展進(jìn)行類比引入聲子晶體，然后介紹其基本特性，包括帶隙特性、缺陷態(tài)特性以及負(fù)折射特性等，最后給出聲子晶體的研究現(xiàn)狀以及主要應(yīng)用前景。
　　第二章主要圍繞論文主題，介紹聲子晶體負(fù)

3、折射效應(yīng)的基本理論和知識。首先以左手材料的興起引入負(fù)折射現(xiàn)象，并以Snell定律和等頻線理論對此深入分析，接著對聲子晶體平板透鏡的一般成像規(guī)律和機(jī)理進(jìn)行詳細(xì)介紹，突出取得有效折射率為-1的平板透鏡對成像效果具有重要影響，最后介紹關(guān)于聲子晶體負(fù)折射效應(yīng)的研究現(xiàn)狀。
　　第三章展開對二維蜂窩結(jié)構(gòu)聲子晶體的負(fù)折射效應(yīng)的研究。用有限元的方法計算了模型的能帶結(jié)構(gòu)及等頻線，從而取得可以利用并實現(xiàn)負(fù)折射成像的頻率范圍，利用高斯波束及點聲源進(jìn)行“

4、聲路”和平板成像的模擬，結(jié)果表明利用設(shè)計的模型確實可以得到有效折射率為-1的平板透鏡，并且實現(xiàn)理想成像。而利用相同材料在正方晶格和三角晶格中的成像效果較差，未能實現(xiàn)完美成像。
　　第四章是對第三章設(shè)計的模型進(jìn)行改進(jìn)，為了取得更好的成像分辨率，在兩邊加上兩排圓柱，引入了表面波，使得倏逝波模式能夠恢復(fù)，從而增強(qiáng)透射，經(jīng)過模擬仿真分析發(fā)現(xiàn)像點的半高全寬隨圓柱半徑而變化，半高全寬的大小表征了成像分辨率的情況，它的值越小，表明分辨率越高。在