[發(fā)明專利]聲波能量聚集的聲學(xué)超材料裝置

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911312740.8
• 申請(qǐng)日: 2019-12-18
• 公開（公告）號(hào): CN111179899A
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韓建寧;楊鵬;衛(wèi)國倩;楊志秀;張賽
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中北大學(xué)
• 主分類號(hào): G10K11/26
• 分類號(hào): G10K11/26
• 代理公司: 深圳市沈合專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 44373
• 代理人: 沈祖鋒

聲波能量聚集的聲學(xué)超材料裝置，為同軸設(shè)置的實(shí)體，所述實(shí)體包括共軸設(shè)置的外層、中間層以及內(nèi)層；所述外層和所述內(nèi)層的硬度小于所述中間層硬度。采用本方案的聲波能量聚集的聲學(xué)超材料裝置，通過巧妙的同軸設(shè)置的實(shí)體，所述實(shí)體包括共軸設(shè)置的外層、中間層以及內(nèi)層，所述外層和所述內(nèi)層的硬度小于所述中間層硬度。通過實(shí)驗(yàn)得知，該結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有良好的聲波聚能效果。

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明涉及聲學(xué)超材料設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種聲波能量聚集的聲 學(xué)超材料裝置。

【背景技術(shù)】

近年來,由于聲學(xué)超材料在聲場控制方面具備優(yōu)異的特性，成為聲學(xué)領(lǐng)域研 究的熱點(diǎn)。聲學(xué)超材料是人為設(shè)計(jì)的，有著反常規(guī)的奇特物理效應(yīng)，在聲波傳 導(dǎo)、聚焦方面有著獨(dú)特的作用。聲學(xué)超構(gòu)材料的研究基礎(chǔ)主要是在聲子晶體方 面，聲子晶體的研究主要從體彈模量和質(zhì)量密度兩個(gè)方面入手討論其周期調(diào)制 的規(guī)律，從而實(shí)現(xiàn)帶隙、邊界態(tài)以及慢聲效應(yīng)等的物理現(xiàn)象；借鑒微觀層面的 電子在半導(dǎo)體中的傳輸特性，現(xiàn)在很多研究者已經(jīng)把聲學(xué)超材料的尺度設(shè)計(jì)到 亞波長，期待從原子級(jí)的局域振動(dòng)調(diào)控能帶色散關(guān)系，實(shí)現(xiàn)更精細(xì)的聲波操控， 從而利用負(fù)折射率突破衍射極限的分辨率等等的新奇效應(yīng)。

目前聲學(xué)超材料實(shí)驗(yàn)調(diào)控方面存在困難，尤其是在對(duì)聲波能量聚集方面的 研究還比較薄弱。

【發(fā)明內(nèi)容】

基于此，為提高聲波能量聚集，提供了一種聲波能量聚集的聲學(xué)超材料裝 置。

一種聲波能量聚集的聲學(xué)超材料裝置，其特征在于，為同軸設(shè)置的實(shí)體， 所述實(shí)體包括共軸設(shè)置的外層、中間層以及內(nèi)層；所述外層和所述內(nèi)層的硬度 小于所述中間層硬度；所述內(nèi)層聲波傳遞效果最好，所述外層次之，所述中間 層聲波的傳遞性傳播性能最差。

在一實(shí)施例中，所述實(shí)體為圓柱體、球體、橢圓體或正方體。

在一實(shí)施例中，所述外層、所述中間層以及所述內(nèi)層依次為液體橡膠層、 軟木層、硅溶膠層，或者依次為硅溶膠層、軟木層、液體橡膠層。

在一實(shí)施例中，所述內(nèi)層為金屬制成。

在一實(shí)施例中，所述內(nèi)層的半徑為0.5個(gè)輸入的波長。

在一實(shí)施例中，所述中間層的厚度大于所述外出的厚度，皆小于內(nèi)層的厚 度。

采用本方案的聲波能量聚集的聲學(xué)超材料裝置，通過巧妙的同軸設(shè)置的實(shí) 體，所述實(shí)體包括共軸設(shè)置的外層、中間層以及內(nèi)層，所述外層和所述內(nèi)層的 硬度小于所述中間層硬度。通過實(shí)驗(yàn)得知，該結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有良好的聲波聚能效 果。

【附圖說明】

圖1為一個(gè)實(shí)施例中聲波能量聚集的聲學(xué)超材料裝置的立體結(jié)構(gòu)剖視圖；

圖2為一個(gè)實(shí)施例中聲波能量聚集的聲學(xué)超材料裝置的俯視圖；

圖3為一個(gè)實(shí)施例中內(nèi)層為銅材的聲波聚焦圖；

圖4為一個(gè)實(shí)施例中內(nèi)層為液體橡液層的聲波聚焦圖；

圖5為一個(gè)實(shí)施例中聲波能量聚集的聲學(xué)超材料裝置的聲波屏蔽效果圖。

【具體實(shí)施方式】

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明 實(shí)施例中附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然， 所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。通常在此 處附圖中描述和示出的本發(fā)明實(shí)施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設(shè) 計(jì)。因此，以下對(duì)在附圖中提供的本發(fā)明的實(shí)施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要 求保護(hù)的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實(shí)施例。基于本發(fā)明的實(shí) 施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施 例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。