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简论晶体高Q声子晶体声波传感机理及实验论文摘要怎么写

摘要:本文结合新型人工声学材料声子晶体对声波传播独特的调制意义从及声子晶体的点缺陷态特性,对声子晶体用于声波传感来实现高品质因数(Q值)进行了论述和实验探讨。其中使用平面波展开法探讨了平板声子晶体的复能带结构和声子晶体对材料各向异性的调节意义;用有限元办法对平板声子晶体禁带和点缺陷方式、Lamb波A0方式的慢声效应进行了分析;同时使用激光测振技术对点缺陷方式的振型进行了验证从及对点缺陷方式的用于声波传感的性能进行了探讨。主要探讨内容包括:1.使用平面波展开法计算了平板声子晶体的复能带结构,论述上给出了平板声子晶体不同点缺陷方式的消逝场深度不同的理由,是由于各个缺陷方式对应的波数的虚数部分是不同造成的,该计算结果为进一步探讨点缺陷方式的支撑损失对点缺陷Q值的影响提供了论述依据;2.制作出了含有点缺陷的硅基平板声子晶体样品,分析了单晶硅的各向异性对声子禁带的影响;对点缺陷方式进行了验证;获得了点缺陷方式Q值在空气中高于16000,而在低压下(o500Pa)可从达到49800;对点缺陷的Q的影响因素进行了论述和实验分析,结果表明:对该样品,在常压下,空气粘性损耗占主导意义,在低压(o500Pa)下,方式有效表面积与体积比对Q值的影响起主导意义;初步对硅基平板声子晶体点缺陷方式的质量灵敏度进行了测试,质量灵敏度约为9.1Hz/ng,质量分辨率约为0.71ng;结果为点缺陷方式运用于声波传感来提升Q值的进一步设计和探讨提供了论述和实验上指导;3.使用平面波展开法探讨了声子晶体结构对声波在单晶硅等各向异性材料中传播的调节意义,结果表明:将声子晶体引入到各向异性材料中,可从有效的将该复合材料调节为各向同性或者是更强的各向异性。将材料调节为各向同性,论述上对声波传感器的阵列化设计,避开单元间的耦合,减小材料晶向位置对声子晶体禁带的影响,避开在器件制作历程中过多考虑材料晶向不足提供了一种手段;另外,通过增强材料的各向异性,可从显著提升声波定向发射的效率,这在声波定向发射技术的运用上具有重要作用。4.探讨了一维平板声子晶体中Lamb波A0方式的慢声效应,结果表明,通过引入声子晶体结构,可从实现(a)降低Lamb波A0方式的群速度,(b)A0方式群速度为0,(c) A0方式群速度方向与相速度方向相反;(d)论述上证明了0群速度可从获得窄带响应特性,论述上为提升Lamb器件Q值提供了一种办

声波传感来提升Q值的进一步设计和探讨提供了论述和实验上指导;3.使用平面波展开法探讨了声子晶体结构对声波在单晶硅等各向异性材料中传播的调节意义,结果表明:将声子晶体引入到各向异性材料中,可从有效的将该复合材料调节为各向同性或者是更强的各向异性。将材料调节为各向同性,论述上对声波传感器的阵列化设计,避开单元间的

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