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(xué)應(yīng)用成為學(xué)術(shù)界的研究熱點(diǎn)。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(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)多種聲學(xué)應(yīng)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(shí)現(xiàn)了聲波分束以及定向輻射；利用點(diǎn)缺陷對稱模式的奇偶性，設(shè)計(jì)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(zhǔn)直模式與缺陷模的耦合實(shí)現(xiàn)了能量及相位可控的自準(zhǔn)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(jìn)行驗(yàn)證分析。
　　第三章研究了利用復(fù)合聲子晶體結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的聲波準(zhǔn)直調(diào)控效應(yīng)，分析了多聲束遠(yuǎn)場干涉的規(guī)律，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)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(jìn)行調(diào)整，能夠方便地調(diào)控準(zhǔn)直束的初始相位，從而調(diào)控聲波的遠(yuǎn)場干涉。
　　第四

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