声子晶体组合平板透镜成像初探论文.pdf

原创性声明本人声明,所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了论文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名: 日期:业年』月红日学位论文版权使用授权书本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文, 允许学位论文被查阅和借阅;学校可以公布学位论文的全部或部分内容,可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》, 并通过网络向社会公众提供信息服务。作者签名:师签彩日期:业年坜4日中南大学硕士学位论文摘要摘要光学球面透镜因为球面特性存在难以避免的球面像差和加工方面的难题,平面透镜成像成为人们梦寐以求的理想透镜。声子晶体负折射提供了平板成像的有效途径。本文运用多重散射理论,以二维铁/空气三角形排列声子晶体为模型,通过数值模拟和数值分析, 首先,对声子晶体平板单板、双板、多板成像规律进行探讨;其次, 分析了平板厚度对等效折射率以及成像的影响;最后,从实验的角度,对声子晶体带隙设计进行了初步的探索。研究发现: 对于二维铁/空气三角形排列声子晶体,只有当入射波在一定的频率范围,并且以一定入射角入射到平板上时,才能产生负折射成像。声子晶体平板成像规律,可以借用等效折射率,按传统折射定律来描述。对于双平板、多平板系统等组合平板,其成像规律类似于传统的光学多球面透镜成像,可以引入实物、实像、虚物、虚像来描述。声子晶体平板的厚度对等效折射率有一定的影响。分析发现, 其等效折射率的绝对值随厚度的增加,有所减小,但影响不大,可以忽略。从成像来看,随着平板厚度的增大,物像的间距也相应变大。对于多板成像系统,保持系统物距和平板累计厚度不变的情况下, 系统物像之间的距离,不受平板之间间距的影响,这一特性极大地方便了平板透镜的使用。最后,搭建了一维声子晶体实验测试系统。对测量系统的声学特性初步调试表明:利用上、下两声室系统,基本能够满足材料和声子晶体平板声学系统的声吸收率和声禁带的测试。关键词声子晶体,平板透镜,负折射,等效负折射率,禁带中南大学硕士学位论文 ABSTRACT ABSTRACT Lens ofphononic spherical surfaces have some difhcult problems inspherical aberration and processing because ofspherical surfaces properties SOthat flat lens image have e dream crystal negative refracting offers aneffective way topanel paper mainly uses multiple—scattering theory(MST)to carry aresearch onthe dimensions(2D)(iron air)triangle alignment voice sub—crystal. Firstly,made adiscussion among Single flat、double flat and multi—panel ofphononic crystal panel;Secondly,analyzed the influence ofpanel thickness toequivalent negative refractive index and image; Thirdly,conducted apreliminary exploration ofband—gap design ofphononic crystal from the experimental point result canbe asfollows: Asfor the dimensions(2D)(iron air)triangle alignment voice sub—crystal,only when incident wave shoot to avoice sub—crystal flat panel atcertain frequency scope and certain angle ofincidence,will the phenomenon ofnegative refract happen. The rules