聲子晶體平板透鏡成像特性研究.pdf

1、負折射率材料近年來引起了人們廣泛的興趣。負折射效應(yīng)是這種材料的一個重要特性,也是實現(xiàn)平板透鏡成像的基礎(chǔ)。本文以聲子晶體平板為模型,采用理論分析和數(shù)值模擬的方法,對聲信號的“平板透鏡”成像現(xiàn)象及其影響因素進行了研究。
　　 ⑴以二維三角形排列的聲子晶體為模型,運用多重散射理論方法分析了聲子晶體發(fā)生負折射現(xiàn)象的條件及平板成像。結(jié)果顯示:聲子晶體負折射現(xiàn)象由其能帶結(jié)構(gòu)和等頻線形狀決定,并與聲源頻率和入射角度密切相關(guān)。對于一定晶格結(jié)構(gòu)的

2、聲子晶體(如本文討論的二維鋼/空氣三角聲子晶體),只有在一定頻率范圍、一定入射角范圍內(nèi)才能發(fā)生負折射現(xiàn)象。在特定的頻率范圍內(nèi),聲子晶體的負折射成像可用等效負折射率描述。
　　 ⑵在聲子晶體平板負折射成像的基礎(chǔ)上,分析了由聲子晶體平板構(gòu)成的平板透鏡系統(tǒng)的成像規(guī)律;得出:聲子晶體平板可用作具有一定折射率的獨立平板透鏡,其成像規(guī)律遵循傳統(tǒng)多折射面透鏡系統(tǒng)物像關(guān)系。
　　 ⑶討論了特定頻率的聲源激勵下,不同入射角聲波信號經(jīng)聲子晶

3、體平板的成像情況;發(fā)現(xiàn):聲源的入射角度對聲子晶體平板的負折射現(xiàn)象有較大的影響。在單一頻率聲源的激勵下,聲子晶體的負折射行為存在一個與頻率對應(yīng)的臨界角。當(dāng)聲波信號的入射角度小于這一臨界角時,信號經(jīng)平板表面發(fā)生負折射行為,從而對平板成像起作用;而當(dāng)聲波信號的入射角度大于臨界角時,信號不會耦合進入聲子晶體平板,對平板成像沒有貢獻。
　　 ⑷通過模擬不同頻率點聲源經(jīng)聲子晶體平板的負折射成像情況,分析了聲源頻率對平板成像的影響。模擬結(jié)果顯