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一维准周期结构声子晶体的透射性质

作　者: 杨旭
导　师: 曹永军
学　校: 内蒙古师范大学
专　业: 理论物理
关键词: 声子晶体准周期结构模式匹配理论透射性质
分类号: O481
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

声子晶体,属人工微结构声波/弹性波复合材料的范畴,其最主要的特征就是具有声子带隙结构。对声子带隙特性的研究不仅具有丰富的物理意义,而且声子晶体这种人工复合材料有望被用作声波/弹性波器件的制作材料。因而对声子晶体的研究越来越受到人们的关注,声子带隙内局域态性质及其应用的研究又是其中的一个重要方面。本文提出了一维准周期结构声子晶体模型,包括二组元A族、B族广义Fibonacci结构、Thue-Morse结构及三组元类Fibonacci结构和广义Fibonacci结构。主要思想就是通过准周期排列弹性材料的特殊结构来产生声子带隙内的局域态,而非传统意义上的通过缺陷结构产生局域态。基于模式匹配理论法,对弹性波通过上述准周期结构声子晶体的透射系数进行了数值计算,系统地研究了弹性波在其中的传播和局域性质,以期拓展声子晶体这一人工微结构复合材料的应用范围。研究发现,利用准周期排列复合材料的特殊系统,同样会有禁带的产生,带隙内存在丰富的局域模式,这是由于准周期排列的特殊结构相当于在周期的声子晶体结构中引入缺陷体的缘故。但是,不同的准周期结构,局域模的性质不一样。其中,B族广义Fibonacci准周期结构的声子晶体易于制作弹性波导波器件材料,其它准周期结构的声子晶体更易于制作弹性波滤波器件材料。就同一种准周期结构的系统而言,系统的厚度和入射波的入射角度对滤波频率以及共振模的品质因子都有重要的影响。

全文目录

中文摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
第1章绪论  8-13
  1.1 引言  8
  1.2 声子晶体的概念及基本特征  8-9
  1.3 声子晶体的理论研究方法  9-10
  1.4 声子晶体的研究现状  10-11
  1.5 声子晶体的应用前景  11
  1.6 本课题的来源、研究意义及内容  11-13
    1.6.1 本课题的来源  11
    1.6.2 本课题的研究意义及内容  11-13
第2章模型与计算方法  13-18
  2.1 引言  13
  2.2 理论模型  13-15
  2.3 计算方法  15-18
第3章一维二组元准周期结构声子晶体的透射性质  18-32
  3.1 引言  18-21
  3.2 一维二组元 A 族广义 Fibonacci 结构声子晶体的透射性质  21-24
  3.3 一维二组元 B 族广义 Fibonacci 结构声子晶体的透射性质  24-26
  3.4 一维二组元 Thue-Morse 结构声子晶体的透射性质  26-29
  3.5 弹性波斜入射一维二组元准周期结构声子晶体的透射性质  29-31
  3.6 本章小结  31-32
第4章一维三组元准周期结构声子晶体的透射性质  32-39
  4.1 引言  32-33
  4.2 一维三组元类 Fibonacci 结构声子晶体的透射性质  33-35
  4.3 一维三组元广义 Fibonacci 结构声子晶体的透射性质  35-37
  4.4 本章小结  37-39
结论  39-40
参考文献  40-44
攻读硕士期间取得的科研成果  44-45
致谢  45

一维准周期结构声子晶体的透射性质

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