激光蘭姆波在（準(zhǔn)）周期結(jié)構(gòu)板中傳播特性的研究.pdf

1、激光蘭姆波的非接觸式激發(fā)、寬頻帶、多模態(tài)及傳輸能耗低等優(yōu)點(diǎn)使其在材料缺陷檢測(cè)和性能評(píng)估方面得到了廣泛的應(yīng)用。近年來蘭姆波在周期彈性復(fù)合結(jié)構(gòu)中傳播的帶隙特性、缺陷態(tài)特性及負(fù)折射特性等得到了越來越多的關(guān)注，這些特性對(duì)于設(shè)計(jì)高性能微結(jié)構(gòu)蘭姆波濾波器、諧振腔及聚焦成像器件方面有著極大的應(yīng)用價(jià)值。本文從數(shù)值計(jì)算和實(shí)驗(yàn)探測(cè)兩個(gè)方面研究了激光蘭姆波在（準(zhǔn)）周期彈性復(fù)合板中傳播的帶隙特性和缺陷態(tài)特性。
　　通過在純板側(cè)面嵌入圓形空氣通孔構(gòu)造了準(zhǔn)一

2、維二組元周期結(jié)構(gòu)板，數(shù)值研究發(fā)現(xiàn)激光蘭姆波在該結(jié)構(gòu)板中傳播時(shí)有明顯的帶隙存在，并基于激光超聲技術(shù)對(duì)該蘭姆波帶隙進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)探測(cè)。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)在純板中關(guān)于其中面對(duì)稱地嵌入雙層矩形空氣通孔時(shí)，可以獲得豐富的蘭姆波部分帶隙;而在周期復(fù)合結(jié)構(gòu)板基體組元的側(cè)面嵌入空氣通孔時(shí)，由于激光蘭姆波在板中傳播時(shí)受到的散射作用增強(qiáng)，使得板中蘭姆波帶隙的數(shù)量和寬度均顯著增加。研究結(jié)果同時(shí)表明激光蘭姆波在以上構(gòu)造的周期結(jié)構(gòu)板中傳播時(shí)產(chǎn)生的帶隙的寬度和位置與板

3、的結(jié)構(gòu)參數(shù)密切相關(guān)，特別當(dāng)將具有不同周期的周期結(jié)構(gòu)板對(duì)接構(gòu)成異質(zhì)結(jié)構(gòu)時(shí)，不同組分的帶隙交疊相加，在相同頻率范圍內(nèi)可以獲得更寬、更豐富的蘭姆波帶隙。
　　在純板表面刻矩形槽構(gòu)成非對(duì)稱周期結(jié)構(gòu)板，分別從理論和實(shí)驗(yàn)兩個(gè)方面研究了板的結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)激光蘭姆波帶隙結(jié)構(gòu)的影響。研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)槽深達(dá)到一定值時(shí)，蘭姆波帶隙體現(xiàn)出局域共振性質(zhì)，且當(dāng)矩形槽具有雙層結(jié)構(gòu)時(shí)，隨著兩層矩形槽寬度差的增加，共振模式和板中模式耦合作用逐漸增強(qiáng)，蘭姆波帶隙的局域共振特性

4、更加明顯，帶隙向低頻方向移動(dòng)，并有新的低頻帶隙產(chǎn)生。
　　設(shè)計(jì)了一種含腔狀缺陷的一維準(zhǔn)周期復(fù)合結(jié)構(gòu)板，發(fā)現(xiàn)激光蘭姆波在該結(jié)構(gòu)中傳播時(shí)因共振隧穿效應(yīng)而產(chǎn)生帶隙分裂現(xiàn)象，且第一帶隙內(nèi)共振峰的數(shù)量和位置分布由腔狀缺陷長(zhǎng)度和周期長(zhǎng)度的比值決定，與板厚、占空比等結(jié)構(gòu)參數(shù)無關(guān)。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)激光蘭姆波在含兩個(gè)或多個(gè)腔狀缺陷的一維準(zhǔn)周期結(jié)構(gòu)板中傳播時(shí)，其蘭姆波第一帶隙內(nèi)的共振峰的數(shù)量等于各個(gè)腔狀缺陷單獨(dú)存在時(shí)產(chǎn)生的共振峰數(shù)量之和，并具有相同的