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复合兰姆波声子晶体中超宽部分禁带

丁红星 沈中华 李加 祝雪丰 倪晓武

复合兰姆波声子晶体中超宽部分禁带

丁红星, 沈中华, 李加, 祝雪丰, 倪晓武
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  • 兰姆波在声子晶体薄板中的传播特性因其在无损检测、 减振技术和传感器件等领域的潜在应用价值而受到越来越多的关注. 本文采用超原胞平面波展开法和有限元法系统地研究了复合对称结构声子晶体薄板中的兰姆波超宽部分禁带. 结果表明: 对于在薄板侧面对称地嵌入双层矩形空气柱构成的复杂系统, 低阶兰姆波部分带隙结构极为丰富. 将晶格常数(L)和板厚(H) 比值具有匹配关系的兰姆波声子晶体衔接构成复合结构, 低阶兰姆波部分禁带宽度因各组分结构的部分禁带交叠而得到显著拓宽, 可在低频超宽频带内实现对特定低阶兰姆波模式良好的模式选择功能. 该研究结果对兰姆波缺陷无损检测中模式优化选择及兰姆波单向导通器件设计等方面具有重要意义.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 11274175, 61108013),教育部新世纪优秀人才基金和华中科技大学鸟巢计划资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2012-01-07
  • 修回日期:  2012-04-01

复合兰姆波声子晶体中超宽部分禁带

  • 1. 南京理工大学理学院, 南京 210094;
  • 2. 连云港师范高等专科学校物理与电子工程系, 连云港 222006;
  • 3. 华中科技大学国家光电实验室, 武汉 430074
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 11274175, 61108013),教育部新世纪优秀人才基金和华中科技大学鸟巢计划资助的课题.

摘要: 兰姆波在声子晶体薄板中的传播特性因其在无损检测、 减振技术和传感器件等领域的潜在应用价值而受到越来越多的关注. 本文采用超原胞平面波展开法和有限元法系统地研究了复合对称结构声子晶体薄板中的兰姆波超宽部分禁带. 结果表明: 对于在薄板侧面对称地嵌入双层矩形空气柱构成的复杂系统, 低阶兰姆波部分带隙结构极为丰富. 将晶格常数(L)和板厚(H) 比值具有匹配关系的兰姆波声子晶体衔接构成复合结构, 低阶兰姆波部分禁带宽度因各组分结构的部分禁带交叠而得到显著拓宽, 可在低频超宽频带内实现对特定低阶兰姆波模式良好的模式选择功能. 该研究结果对兰姆波缺陷无损检测中模式优化选择及兰姆波单向导通器件设计等方面具有重要意义.

English Abstract

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