基于二維聲子晶體缺陷態(tài)的聲波傳輸特性研究.pdf

1、隨著對聲子晶體研究的深入，基于聲子晶體缺陷態(tài)的聲學應用成為學術(shù)界的研究熱點。通過向晶體中引入缺陷，可以在其帶隙內(nèi)獲得傳播模式或共振模式的缺陷態(tài)，利用缺陷態(tài)可以設計實現(xiàn)多種聲學應用。本文以包含缺陷的聲子晶體為研究對象，利用缺陷態(tài)與傳播模式的耦合關(guān)系，實現(xiàn)了聲波分束以及定向輻射；利用點缺陷對稱模式的奇偶性，設計了兩類聲單向傳輸裝置。主要研究內(nèi)容及結(jié)果如下：
　　在第二章中，系統(tǒng)研究了兩種聲子晶體線缺陷中聲波能量以及相位與缺陷幾何結(jié)構(gòu)的

2、關(guān)系，利用聲子晶體中自準直模式與缺陷模的耦合實現(xiàn)了能量及相位可控的自準直聲波分束?；谶@兩種線缺陷構(gòu)建了兩種聲波分束結(jié)構(gòu)，將一束聲波分為能量可調(diào)的三束聲波，并使用有限元軟件對模型進行驗證分析。
　　第三章研究了利用復合聲子晶體結(jié)構(gòu)實現(xiàn)的聲波準直調(diào)控效應，分析了多聲束遠場干涉的規(guī)律，在此基礎上設計了一種半高寬較小的聲波定向輻射裝置。通過對裝置的分束端口進行調(diào)整，能夠方便地調(diào)控準直束的初始相位，從而調(diào)控聲波的遠場干涉。
　　第四

3、章中系統(tǒng)地分析了點缺陷態(tài)與線缺陷波導態(tài)的對稱性，研究了缺陷態(tài)與波導態(tài)的耦合機理。利用線缺陷波導態(tài)和點缺陷態(tài)的對稱性匹配關(guān)系，實現(xiàn)了聲波單向傳輸。研究發(fā)現(xiàn)，波導中存在簡并的波導態(tài)，簡并波導態(tài)同時支持奇偶兩種對稱模式，這為基于對稱性實現(xiàn)聲波單向傳輸?shù)於嘶A。
　　最后，第五章中研究了通道下路濾波效應的原理，設計了由兩個點缺陷與兩條平行波導組成的耦合裝置，在聲子晶體中實現(xiàn)了通道下路濾波效應。在此基礎上，利用耦合腔對濾波器各端口的制約，