基于声学超表面的声涡旋相位调制的研究

论文摘要

声学超表面是指厚度小于一个波长的扁平化材料或者结构,小于一个波长又称为亚波长。这样的材料或者结构具备天然材料不具有的超常物理特性,比如负折射、任意焦点声聚焦、声平面波向声涡旋波转换等。具有特定性能超薄尺寸的超表面,最早是在电磁学领域被提出的,后来引起了声学究人员的关注,被引用到声学领域。最近几年各种各样的具有优秀性能的声学超表面陆续被提出,关于声学超表面的应用也层出不穷,例如非接触的声波镊子和起子、利用声学超表面产生的声涡旋波进行水下声通信、利用声学超表面产生的声波操控细胞运动等。声学超表面的主要优点是具有亚波长厚度和具有良好的阻抗匹配程度,这样的声器件容易小型化和集成化,且具有较高的透射率。本文首先研究了声学超表面的设计过程,解释了声学超表面如何将声平面波转化成声涡旋波的发生原理。还分析了声学超表面单胞的相位排列对声涡旋波拓扑荷数的影响,并在有限元数值分析软件中利用设计的声学超表面产生了声涡旋波。然后,研究了声涡旋波相位的四种调控方式:一、通过改变声学超表面中填充气体的种类来调控声涡旋波的相位;二、通过改变声学超表面中填充气体的温度来调控声涡旋波的相位;三、通过两个声学超表面组合的方式来调控声涡旋波的相位。四、通过三个声学超表面的组合来将声涡旋波重新还原成声平面波。最后,研究了声学超表面实现贝塞尔声聚焦和产生贝塞尔声束的原理,并设计了一种全新的声学超表面来实现宽频贝塞尔声聚焦和产生贝塞尔声束。

论文目录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 曾俊锋

导师: 吴福根,张欣

关键词: 声学超表面,声涡旋波,相位调控,相位分布,声聚焦

来源: 广东工业大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 物理学

单位: 广东工业大学

分类号: O429

DOI: 10.27029/d.cnki.ggdgu.2019.000423

总页数: 59

文件大小: 3688K

下载量: 108

相关论文文献

• [1].稻草人(节选)[J]. 中学生百科 2017(Z5)
• [2].思念[J]. 中学生百科 2016(14)
• [3].基于近场声聚焦的水下目标方位估计[J]. 大连大学学报 2020(03)
• [4].老夫老妻[J]. 中学生百科 2016(29)
• [5].小春天气(节选)[J]. 中学生百科 2014(26)
• [6].多层媒质中声聚焦控制及其用于热疗的分析[J]. 压电与声光 2009(06)
• [7].HIFU治疗中媒质特性对声聚焦影响的研究[J]. 中国医学物理学杂志 2008(01)
• [8].水声聚焦相控阵列及其声场特性研究[J]. 振动与冲击 2012(19)
• [9].声黑洞理论应用于板类结构的轻量化减振分析[J]. 振动工程学报 2018(03)
• [10].谈谈声音的聚焦和环绕感[J]. 家庭影院技术 2018(08)
• [11].上海是一部喜剧[J]. 中学生百科 2015(05)
• [12].复合材料形成的超材料柱体在空气中的声聚焦效应（英文）[J]. Journal of Measurement Science and Instrumentation 2017(03)
• [13].金属圆柱结构中声聚焦效应的研究[J]. 南京大学学报(自然科学) 2015(06)
• [14].烟波蓝(节选)[J]. 中学生百科 2014(35)
• [15].十八岁出门远行[J]. 中学生百科 2015(26)
• [16].林荫幽径[J]. 中学生百科 2016(05)
• [17].一笑倾人心[J]. 中学生百科 2016(17)
• [18].媚行者(节选)[J]. 中学生百科 2015(14)
• [19].基于双层柱状结构的声场局域与聚焦现象[J]. 中北大学学报(自然科学版) 2017(05)
• [20].如何当中国人[J]. 中学生百科 2019(11)
• [21].爱情就是谬误(节选)[J]. 中学生百科 2015(35)
• [22].波导型声透镜实现空气中声聚焦[J]. 声学技术 2013(S1)
• [23].基于温度梯度分布的宽频带声聚焦效应[J]. 物理学报 2016(04)
• [24].客家土楼剧场音响系统声聚焦与声像定位问题[J]. 电声技术 2014(12)
• [25].声音与通信[J]. 中国科技教育 2018(11)
• [26].回忆:地方与人[J]. 中学生百科 2015(20)
• [27].构建影音小空间声环境几点注意因素 声博士公司-Howeasy技术部专访[J]. 家庭影院技术 2016(08)
• [28].麻将(节选)[J]. 中学生百科 2015(08)
• [29].相控阵列参数对聚焦性能的影响[J]. 计算机光盘软件与应用 2012(06)
• [30].中国总会计师网 期待您的品鉴![J]. 中国总会计师 2018(09)

标签：声学超表面论文;  声涡旋波论文;  相位调控论文;  相位分布论文;  声聚焦论文;