声子晶体的局域共振型

发布网友发布时间：2023-09-02 09:03

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局域共振型声子晶体的概念最早于2000年由刘正猷在Science上提出，他们用硅橡胶包裹铅球按照简单立方晶格排列在环氧树脂基体中，进行了相应的实验。理论和实验都证实这一单元特征长度为2cm的结构具有低于400Hz的低频带隙，比同样尺寸的Bragg散射型声子晶体的第一带隙频率降低了两个数量级。近十年，由于其优越的低频特性吸引了很多学者的分析和研究。近十年，局域共振型声子晶体由于其优越的低频特性吸引了很多学者的兴趣，大量文献对局域共振机理和传输特性进行了分析和研究。研究表明，在局域共振结构中，由于中间很软的包覆层的存在，将较硬的芯球连接在基体上，组成了具有低频的共振单元。当基体中传播的弹性波的频率接近共振单元的共振频率时，共振结构单元将与弹性波发生强烈的耦合作用，使其不能继续向前传播，从而导致了带隙的产生。
局域共振型声子晶体的结构如右图所示。
它的主要特点是：
（1）带隙频率远低于相同晶格尺寸的布拉格（Bragg）带隙，实现了“小尺寸控制大波长”；
（2）带结构中存在平直带，内部波场存在局域化共振现象；
（3）带隙由单个散射体的局域共振特性决定，与它们的排列方式无关。
（4）带隙宽度随填充率的增加而单调增加。
对于域共振型声子晶体，在国际上还没有一个公认的科学的定义，以上四条基本特征，是认定域共振型声子晶体时常用的判据。