| 基于亚波长管道增强的漩涡声场悬浮操控微粒和液滴的实验研究 |
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| 引用本文： | 陈聪,张若钦,李锋,李志远.基于亚波长管道增强的漩涡声场悬浮操控微粒和液滴的实验研究[J].物理学报,2023(12):157-164. |
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| 作者姓名： | 陈聪 张若钦 李锋 李志远 |
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| 作者单位： | 1. 华南理工大学物理与光电学院;2. 北京理工大学物理学院;3. 华南理工大学,发光材料与器件国家重点实验室 |
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| 摘 要： | 声悬浮技术可以在无接触的情况下操控微粒和液滴,因此已被广泛应用于化学分析、液滴动力学和生物反应器等领域.目前声悬浮技术的主要工作是在开放环境中进行悬浮等操控.本文提出了亚波长管道增强型空气声镊的概念,利用亚波长声波导管进行声场操控及微粒和液滴悬浮.通过4个小型换能器激发有限长度亚波长圆波导管的单一低阶声学模态,可以在有限长度的波导管内产生漩涡声场.实验发现由于亚波长结构对声场的增强作用,亚波长管道增强的漩涡声场在径向和轴向悬浮力大小上均有较大提升,因此可对发泡聚苯乙烯颗粒和水滴实施悬浮和自转等操控.这项工作将亚波长声波导管的概念引入声场操控中,有望加深对声场和物质相互作用的物理理解,开发新型小型化悬浮微粒和液滴的声学操纵器件.
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| 关 键 词： | 声辐射力 声操控 亚波长十字管道 |
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