二維蜂窩結構聲子晶體的負折射成像研究.pdf

1、聲子晶體是一種存在彈性波帶隙特性的周期性復合材料或結構，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，聲子晶體可被設計成許多新型的聲學器件，在隔振降噪領域具有很大的應用前景。經(jīng)過二十幾年的發(fā)展，人們對聲子晶體的認識研究不斷深入，已經(jīng)不再局限于其帶隙特性，漸漸把目光轉(zhuǎn)向其通帶部分的應用研究，利用通帶特性得到的負折射，自準直，聲隱身等方面的奇特現(xiàn)象得到了越來越多的關注，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用更是讓人興奮和期待。本文就是圍繞聲子晶體負折射效應而展開，利用有限元的方法對二維蜂窩結構聲子晶體的負折射成像特性進行研究，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和光子晶體的發(fā)展進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)特性以及負折射特性等，最后給出聲子晶體的研究現(xiàn)狀以及主要應用前景。
　　第二章主要圍繞論文主題，介紹聲子晶體負

3、折射效應的基本理論和知識。首先以左手材料的興起引入負折射現(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)律和機理進行詳細介紹，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，最后介紹關于聲子晶體負折射效應的研究現(xiàn)狀。
　　第三章展開對二維蜂窩結構聲子晶體的負折射效應的研究。用有限元的方法計算了模型的能帶結構及等頻線，從而取得可以利用并實現(xiàn)負折射成像的頻率范圍，利用高斯波束及點聲源進行“

4、聲路”和平板成像的模擬，結果表明利用設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計的模型進行改進，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，從而增強透射，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