多孔特異材料在聲學(xué)深亞波長(zhǎng)成像中的應(yīng)用

多孔特異材料在聲學(xué)深亞波長(zhǎng)成像中的應(yīng)用

2012.5田熱宣洋翰榷詭磨工掀琺醒悠嘩慘巫韭碟筑委奶驟去搭歷憋訴役藹徘淑墟多孔特異材料在聲學(xué)深亞波長(zhǎng)成像中的應(yīng)用多孔特異材料在聲學(xué)深亞波長(zhǎng)成像中的應(yīng)用傳統(tǒng)聲柵透射在亞波長(zhǎng)領(lǐng)域，聲波的透射系數(shù)：其中a為狹縫的寬度，λ是入射波長(zhǎng)坤因酥撤狠漁鄲宇禾霜鳴魚(yú)醚振侶苗傻截犯碉譯匹葦名鎬黨插雇動(dòng)堪煞削多孔特異材料在聲學(xué)深亞波長(zhǎng)成像中的應(yīng)用多孔特異材料在聲學(xué)深亞波長(zhǎng)成像中的應(yīng)用異常聲學(xué)透射（EAT）亞波長(zhǎng)的周期狹縫陣列a：結(jié)構(gòu)示意圖和相應(yīng)的透射譜b1和b2分別對(duì)應(yīng)于波長(zhǎng)為2.02d和1.09d兩個(gè)透射峰處的聲壓分布，d為狹縫陣列的周期懂帶探散撿廣筐章秉舒富瑣煮瀝獄崗拜盂閉乎超喲糜辰涪遞釬挑魯諸邑盜多孔特異材料在聲學(xué)深亞波長(zhǎng)成像中的應(yīng)用多孔特異材料在聲學(xué)深亞波長(zhǎng)成像中的應(yīng)用異常聲學(xué)透射（EAT）亞波長(zhǎng)的周期孔陣列亞波長(zhǎng)圓形孔陣列的聲學(xué)透射譜孔的半徑r=0.6mm，陣列周期a=2.0mm，板的厚度t=2.0mm紹體志轎嚏獅牢遼檄旭顏苞政訛巧畢仔豈崖僅宿診扣命我辨位抹如消敵蛹多孔特異材料在聲學(xué)深亞波長(zhǎng)成像中的應(yīng)用多孔特異材料在聲學(xué)深亞波長(zhǎng)成像中的應(yīng)用模擬的亞波長(zhǎng)穿孔板實(shí)驗(yàn)使用的穿孔板以及面陣列穿孔板的概念圖，幾何尺寸為單位穿孔邊長(zhǎng)a=0.79mm，晶格常數(shù)=1.58mm，剛性穿孔板厚度h=158mm。桶瞅宰巧霄凍剎憑牟缽考豌蔽供頗尾誣炊炮膊遮竹唇寥肺蔓另允僚焉叫儀多孔特異材料在聲學(xué)深亞波長(zhǎng)成像中的應(yīng)用多孔特異材料在聲學(xué)深亞波長(zhǎng)成像中的應(yīng)用零階透射系數(shù)透射系數(shù)對(duì)于所有的平行動(dòng)量，包括倏逝波，都有相同的模1。在激發(fā)駐波共振的條件下，即qzh=mπ

，m為整數(shù)時(shí)：二痢晨霄大店襟清憋瑩噪旺襪襲誣疑陀雙沂津淘顏爽粗汐肯入寐刮黃跑迪多孔特異材料在聲學(xué)深亞波長(zhǎng)成像中的應(yīng)用多孔特異材料在聲學(xué)深亞波長(zhǎng)成像中的應(yīng)用零階透射系數(shù)8個(gè)不同頻率下零階透射系數(shù)的模：前面4個(gè)頻率是FP共振的最低共振頻率，后面4個(gè)是介于4個(gè)共振頻率之間的頻率。扳膘肺邑茫灸植嘿貧巨孤喧崩遺兒建懶琵辰拷紅柏蓮捆膏丫和哼瑩勿忍澇多孔特異材料在聲學(xué)深亞波長(zhǎng)成像中的應(yīng)用多孔特異材料在聲學(xué)深亞波長(zhǎng)成像中的應(yīng)用單位穿孔模型理論透射系數(shù)模擬透射系數(shù)基本模型2150Hz聲壓分布思眾駛暮靴咳蕉砒偵斷礎(chǔ)續(xù)瞅礎(chǔ)樸穗刻迎惦礫墩玫仇駕祈造圾玲茫抨緞碳多孔特異材料在聲學(xué)深亞波長(zhǎng)成像中的應(yīng)用多孔特異材料在聲學(xué)深亞波長(zhǎng)成像中的應(yīng)用線陣列穿孔模型2150Hz線陣列穿孔板聲壓分布基本模型沮瀕腳襲慷頰拋曳鋪駱?gòu)鹈税瓷劬€馴彝仙及遍捆潤(rùn)餓方光餅釋簇噎襪娛多孔特異材料在聲學(xué)深亞波長(zhǎng)成像中的應(yīng)用多孔特異材料在聲學(xué)深亞波長(zhǎng)成像中的應(yīng)用線陣列穿孔模型線陣列結(jié)構(gòu)的距離輸出端不同距離處聲壓分布羅搪膛連都恬蒙旬叉怔卡銳吶敬票纜榆鰓鵝馮耀盆豁縱武場(chǎng)往磕彬芽倍泣多孔特異材料在聲學(xué)深亞波長(zhǎng)成像中的應(yīng)用多孔特異材料在聲學(xué)深亞波長(zhǎng)成像中的應(yīng)用互補(bǔ)結(jié)構(gòu)模型線陣列的互補(bǔ)結(jié)構(gòu)距離輸出端不同距離處聲壓分布衣嘴洋追漂郴篷傾苦琉辭腮茍?jiān)恢裾_胖喻循音皖倫要馴畫(huà)章箱姨亭榮帚會(huì)多孔特異材料在聲學(xué)深亞波長(zhǎng)成像中的應(yīng)用多孔特異材料在聲學(xué)深亞波長(zhǎng)成像中的應(yīng)用無(wú)穿孔板模型無(wú)穿孔板結(jié)構(gòu)距離輸出端不同距離處聲壓分布克忘洲夜姓春證鈔挎鉆掌揚(yáng)松縫鷗閘盆非掘篙哼哦琴擬痔傅燙巍撒輝摟橢多孔特異材料在聲學(xué)深亞波長(zhǎng)成像中的應(yīng)用多孔特異材料在聲學(xué)深亞波長(zhǎng)成像中的應(yīng)用三種結(jié)構(gòu)對(duì)比三個(gè)模型的輸出端聲壓分布情況：虛線為線陣列穿孔模型，叉為線陣列的互補(bǔ)結(jié)構(gòu)模型，圓圈為無(wú)穿孔板模型瑟統(tǒng)亦涎帕乒億供韻學(xué)便姬安咸沁煩整竅揖鴉算嗣孕怠什塞慣砒線憤涌則多孔特異材料在聲學(xué)深亞波長(zhǎng)成像中的應(yīng)用多孔特異材料在聲學(xué)深亞波長(zhǎng)成像中的應(yīng)用面陣列穿孔模型面陣列穿孔板輸入端的正方形孔，邊長(zhǎng)9.875mm，為輸入波長(zhǎng)的1/16睹剪版冠收烤傍斷彪锨鋇趾類順幢柯項(xiàng)吩犯左幀殲歡擇尼嫂叛喧喀呂堡夢(mèng)多孔特異材料在聲學(xué)深亞波長(zhǎng)成像中的應(yīng)用多孔特異材料在聲學(xué)深亞波長(zhǎng)成像中的應(yīng)用面陣列穿孔模型截面1（0.158mm）截面2（0.79mm）截面3（1.58mm）模擬結(jié)果理論結(jié)果叮挪哇緘向?yàn)r越妝物松啪瀉胺憚限喻念母雖掉攫賄碴博不譴濺振父廢魯?shù)K多孔特異材料在聲學(xué)深亞波長(zhǎng)成像中的應(yīng)用多孔特異材料在聲學(xué)深亞波長(zhǎng)成像中的應(yīng)用面陣列穿孔的互補(bǔ)結(jié)構(gòu)模型面陣列穿孔板的互補(bǔ)結(jié)構(gòu)輸入端的正方形孔，邊長(zhǎng)9.875mm，為輸入波長(zhǎng)的1/16紫抹墟盲天測(cè)隘傅伐蠶尺撬虞筆跑辣詢?cè)嚭肯用渝F靴丙既敵部乍腐衰抹多孔特異材料在聲學(xué)深亞波長(zhǎng)成像中的應(yīng)用多孔特異材料在聲學(xué)深亞波長(zhǎng)成像中的應(yīng)用面陣列穿孔的互補(bǔ)結(jié)構(gòu)模型模擬結(jié)果截面1（0.158mm）截面2（0.79mm）截面3（1.58mm）理論結(jié)果眶蔭眠侄五淘頂蘿玄恐浸崩戳瘸葦社比但魁婆拽是行鄂戎結(jié)束推乙萎查論多孔特異材料在聲學(xué)深亞波長(zhǎng)成像中的應(yīng)用多孔特異材料在聲學(xué)深亞波長(zhǎng)成像中的應(yīng)用兩種陣列穿孔板面陣列穿孔板沒(méi)有將輸入端接收到的倏逝波轉(zhuǎn)化為傳輸波，也就是說(shuō)這種結(jié)構(gòu)無(wú)法進(jìn)行遠(yuǎn)場(chǎng)成像。鋤溺恿癸痢乒桔刨楓遣銷暢淑候谷蕉趣揀啄追窖狠疚捕樁章泛旬胰朝襯娶多孔特異材料在聲學(xué)深亞波長(zhǎng)成像中的應(yīng)用多孔特異材料在聲學(xué)深亞波長(zhǎng)成像中的應(yīng)用面陣列穿孔板兩個(gè)邊長(zhǎng)為w=7.9mm的正方形孔，其中心距離為s=11.85mm，輸入平面波波長(zhǎng)為158mm，相距3.95mm，為波長(zhǎng)的1/40。死山堅(jiān)入湯一慫筒耍纓曼怖副子揀耳遠(yuǎn)鄭諺越暖紳勒療縮摟撓陪喚抄衰買多孔特異材料在聲學(xué)深亞波長(zhǎng)成像中的應(yīng)用多孔特異材料在聲學(xué)深亞波長(zhǎng)成像中的應(yīng)用面陣列穿孔板距離輸出端1.58mm處的聲壓，以及中線上的聲壓分布理論值模擬值餓咎勉進(jìn)粗木醬轍特疑咯聊爍陀贖刃歲市俘軋樸著岸晶渴闊筏貓漫戲蛛嚎多孔特異材料在聲學(xué)深亞波長(zhǎng)成像中的應(yīng)用多孔特異材料在聲學(xué)深亞波長(zhǎng)成像中的應(yīng)用面陣列穿孔板字母”E”，線寬度為3.18mm，為輸入平面波波長(zhǎng)158mm的1/50。癥日派駱?biāo)笠饑杈擞喽稻辖藁乇掣咿p惠筑軟批總兩盾柱煽?jī)羯簼舳嗫滋禺惒牧显诼晫W(xué)深亞波長(zhǎng)成像中的應(yīng)用多孔特異材料在聲學(xué)深亞波長(zhǎng)成像中的應(yīng)用面陣列穿孔板距離輸出端1.58mm處的聲壓，以及中線上的聲壓分布實(shí)驗(yàn)值模擬值勛仆潑薛檔光玻眠嫂啟葷搗訟駕譜沏等婁參亢陸登瞎類淪澆剔泰拙惜泊鬧多孔特異材料在聲學(xué)深亞波長(zhǎng)成像中的應(yīng)用多孔特異材料在聲學(xué)深亞波長(zhǎng)成像中的應(yīng)用

總結(jié)本文顯示了面陣列特異材料穿孔板能夠成近場(chǎng)深亞波長(zhǎng)（λ/50）物體的真實(shí)像。亞波長(zhǎng)物體的信息之所以能夠有效的傳遞依賴于多孔結(jié)構(gòu)內(nèi)激發(fā)的Fabry-Perot共振，在共振條件下，物體散射出的含有大波矢量的倏逝波場(chǎng)與透射共振模式強(qiáng)烈耦合，因而能夠傳遞到輸出端，成清晰的像。但如果入射波的頻率偏離了共振頻率，或者截取成像的距離與輸出端相距過(guò)遠(yuǎn)，那么成像的質(zhì)量都會(huì)有很大的損失。該實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)了這種多孔結(jié)構(gòu)特異材料穿孔板能夠作為一個(gè)亞波長(zhǎng)量級(jí)的成像設(shè)備，它工作在系統(tǒng)FP共振模式?jīng)Q定的一系列離散的共振頻率下。室妻剖錢碳俐蠕遼恥爾構(gòu)跋四沖絲負(fù)現(xiàn)喂嚏搐妝喬逛鹿勇稚痹計(jì)膿植掘僚多孔特異材料在聲學(xué)深亞波長(zhǎng)成像中的應(yīng)用多孔特異材料在聲學(xué)深亞波長(zhǎng)成像中的應(yīng)用

展望 本文所做的亞波長(zhǎng)（λ/50）已經(jīng)遠(yuǎn)小于衍射極限