基于超材料的声波调控与应用研究

本书以声学超材料为研究对象，研究在零折射率超材料波导中嵌入矩形缺陷的声传输，通过调整矩形缺陷的声学参数，可以实现全透射、全反射和声隐身等现象；研究了由周期性PT对称零折射率超材料组成的声波导，该波导系统可以实现丰富多样的异常散射效应；还研究了基于梳状结构单元的声超表面地毯斗篷，对从事声学超材料、声学超表面研究的研究者和从业人员有学习和参考价值。

第1章 绪论
1.1 电磁学超材料
1.2 声学超材料
1.2.1 负参数超材料
1.2.2 近零参数超材料
1.2.3 正参数超材料
1.2.4 应用示例
1.2.5 有效介质理论
1.3 声学超表面
1.3.1 反射型超表面
1.3.2 透射型超表面
1.3.3 吸声超表面
1.4 宇称时间对称声学
1.5 主要研究内容
第2章 含矩形缺陷的零折射率超材料对声透射的调控研究
2.1 引言
2.2 含矩形缺陷ZIMs声波导模型
2.3 理论声学分析
2.4 理想ZIMs的数值仿真
2.4.1 含理想缺陷时的仿真结果
2.4.2 含普通缺陷时的仿真结果
2.5 迷宫型ZIMs的数值仿真
2.5.1 迷宫型超材料的声学特性
2.5.2 含理想缺陷时的仿真结果
2.5.3 含普通缺陷时的仿真结果
2.6 本章小结
第3章 周期性PT对称零折射率超材料波导中的异常声散射
3.1 引言
3.2 周期PT对称ZIMs波导模型
3.3 传输矩阵分析
3.4 散射特性分析
3.4.1 单向透明
3.4.2 CPA-激光模式
3.4.3 双向透明
3.4.4 相位关系
3.4.5 无源介质与背景主媒质不同时的情况
3.5 相图分析
3.6 数值仿真
3.6.1 单向透明现象
3.6.2 CPA-激光模式
3.6.3 双向透明效应
3.7 声学PT对称ZIMs的理论设计
3.7.1 理论模型和解析方法
3.7.2 数值仿真
3.8 本章小结
第4章 基于FP共振和零折射率超材料的声调控研究
4.1 引言
4.2 运用INZM在波导中实现声波的全透射和全反射
4.2.1 理论分析
4.2.2 数值仿真
4.2.3 INZM带有损耗时的结果
4.2.4 这种波导结构的应用
4.3 运用DNZM在波导中实现全透射和全反射
4.3.1 理论分析
4.3.2 数值仿真
4.3.3 DNZM带有损耗时的结果
4.4 本章小结
第5章 含有多介质缺陷波导系统的异常声透射研究
5.1 理论分析
5.2 不同尺寸的缺陷产生声类比EIT现象的原因
5.3 数值仿真
5.4 本章小结
第6章 基于梳状结构的声超表面地毯隐身
6.1 引言
6.2 基于梳状结构的二维声超表面地毯隐身
6.2.1 斗篷模型
6.2.2 三角形隐身斗篷
6.2.3 弧形隐身斗篷
6.3 基于梳状结构的三维声超表面地毯隐身
6.3.1 斗篷模型
6.3.2 圆锥形隐身斗篷
6.3.3 半球形隐身斗篷
6.4 本章小结
第7章 基于单向超表面的声波不对称相位调制
7.1 引言
7.2 APMM模型
7.3 结果与讨论
7.3.1 声波的不对称传输
7.3.2 传播波转换为表面波
7.4 本章小节
第8章 总结与展望
8.1 工作总结
8.2 研究展望
参考文献