局域共振型声学超材料机理探讨

本文以二维固体薄板中的弹性波传播为例, 对基于共振子结构的声学超材料带隙机理进行了探讨, 证明在声学超材料中带隙形成既与共振子对波的散射相位有关, 也与波在共振体之间的几何传播相位有关. 通过调节散射相位和几何传播相位均能实现对色散关系的调控. 基于这一理解, 探究了弹性波超材料中的次波长缺陷态和负折射现象的实现条件.     

Electronic Transmission Properties of Two—Dimensional Quasi—Lattice

In the framework of the tight binding model,the electronic transmission properties of two-dimensional Penrose lattices with free boundary conditions are studied using the generalized eigenfunction method (Phys.Rev.B 60(1999)13 444).The electronic transmission coefficients for Penrose lattices with different sizes and widths are calculated,and the result shows strong energy dependence because of the quasiperiodic structure and quantum coherent effect.Around the Fermi level E=0,there is an energy region with zero transmission amplitudes,which suggests that the studied systems are insulating.The spatial distributions of several typical electronic states with different transmission coefficients are plotted to display the propagation process.     

正方点阵上Fibonacci超元胞声子晶体的带结构

用平面波展开方法研究了水柱体作为填充物, 按照二维Fibonacci排列成超元胞填充在Hg基体中构成的声子晶体的声频带结构. 结果发现, 随着超元胞中准晶格常数的变化, 各个能带均出现三分裂. 对声场分布的研究发现了居间态的存在. 这些现象体现了准周期结构的特征. 关键词： Fibonacci排列 声子晶体 能带结构     

Configurations and Self-similar Transformation of Octagonal Quasilattice

We study the structural properties of a two-dimensional quasilattice constructed by covering of identical octagonal clusters. The covering cases and nearest-neighbour configurations are presented. A self-similar transformation is introduced to generate an octagonal covering model in a direct way.     

二维正方排列圆柱状亥姆赫兹共振腔阵列局域共振声带隙的研究

通过对二维正方排列圆柱状亥姆赫兹共振腔阵列声性质的研究,指出局域共振型声子晶体中存在两类耦合作用, 即共振单元与基体的弱耦合作用及共振单元间的耦合作用.其中前一种耦合作用可以通过改变共振单元的品质因子而改变, 逐渐减小这种耦合作用可以实现从局域共振到布拉格共振的连续转变;后一种耦合是通过共振单元周围的近场耦合实现的, 通过减小共振单元的间距可以增大其耦合强度,因而增大带隙宽度,但带隙中波的衰减深度却是随这种耦合强度的增大而减小的.     

Tunable Band Gap in Piezoelectric Composite Rod Based on the Inter-Coupling Effect

The longitudinal wave propagating in one-dimensional periodic piezoelectric composite rod with inter-coupling between different piezoelectric segments is investigated. The analytical formulae for such a structure are shown and the dispersion relation is calculated. The results show that, by introducing the inter-coupling between the different piezoelectric segments, which is accomplished by serially connecting every n piezoelectric segment into supercells, some tunable Bragg band gaps can accordingly be opened in the low frequency region. The investigation could provide a new guideline for the tunable phononic crystal under passive control.     

局域共振型声子晶体中的缺陷态研究

本文以二维固体局域共振声子晶体为例,对次波长区域缺陷态的实现机理及其特点进行了探讨.众所周知,工作于次波长区域的声子晶体可以用有效媒质理论来描述,其色散关系对其构成单元的排列结构并不敏感,因而使得共振型声子晶体的带结构难以被其构成单元的局域空间无序所打破.本文发现共振型声子晶体在其带隙附近的色散关系可由共振单元间的长程相互作用来理解.基于这一理解,对目前文献中提出的两种实现局域态的方法进行了研究,结果表明缺陷态的引入正是通过打破这种长程相互作用来实现的.另外,在此理解的基础上,通过引入非各向同性"缺陷"共振单元,实现了纵波与横波导波模式的分离.     

用于检测过硼酸根离子的新型比值式荧光探针

设计合成了一种基于过硼酸根(BO!3)催化酯键水解机理的新型比值式荧光探针。此探针在pH=7.4的生理环境下,在BO!3的存在时,其荧光发射光谱由419 nm红移至552 nm。利用这一特性,采用此荧光探针对BO!3进行定量检测,检测的线性响应范围为0.1~4.0 mmol/L,检出限为7.8μmol/L。且对常见阴离子及氧化性试剂有较好的选择性。通过对响应前后分子的能级计算,解释了分子内电荷转移机理(ICT)导致的光谱红移现象。     

车辆点火脉冲对短波电磁环境影响的数值模拟与试验研究

为评估车辆点火脉冲对短波接收站电磁环境的影响，首先分析了车辆点火原理模型，并测试了小轿车、卡车两种典型车辆的点火脉冲生成的频域噪声；其次利用基于距量法的电磁计算软件对小轿车、卡车的点火脉冲等效天线与10 m单极子接收天线之间的传输效应进行了数值模拟与分析，获得传输损耗波动曲线。最后通过3辆汽车点火实测对乡村短波接收站的电磁环境影响进行了对比分析。仿真与实测结果表明:卡车点火脉冲辐射功率高于小轿车辐射功率14 dB；车辆点火脉冲等效天线相对于10 m单极子接收天线，在7.5 MHz传输损耗最小，相距30，100 m时传输损耗分别为24，32.2 dB；试验中，在30 m距离处，3辆小汽车点火脉冲对短波电磁环境的影响为抬高了低频段底噪1～2 dB，当距离增加到100 m以上时，已无明显影响。