作者单位
摘要
1 天津大学光电信息技术教育部重点实验室, 天津 300072
2 崂山实验室, 山东 青岛 266234
3 电磁空间安全全国重点实验室, 天津 300308
海洋是丰富的资源宝库, 对海洋资源的开发和利用尤为重要。水空跨介质探测、通信、水下目标确定等技术一直是相关工作者关注的热点, 同时也是技术难题。声波作为一种机械波, 是水中良好的传播载体, 因此通过提取水下声波信息进行水空跨介质探测及通信不失为一种好方法, 但目前仍缺少完整的水下声信号传播模型及试验基础。本文提出一种基于有限元方法的水下声信号产生水面波纹振动的仿真模型, 并运用激光多普勒测振技术对水面波纹进行检测, 通过试验与仿真两种方式均能在水面以上精准得到水下声波信息。在相同水下声信号参数的条件下, 试验与仿真得到的水面波纹振幅大小一致, 验证了激光多普勒测振技术用于获取水下声波信息的可行性及所建立仿真模型的正确性, 为实现水空跨介质探测及通信的突破提供了试验基础及理论依据。
激光多普勒测振 跨介质探测 声学原理 有限元方法 laser doppler vibration measurement cross-media detection hydroacoustic principle finite element method 
应用激光
2023, 43(3): 0127
作者单位
摘要
1 杭州瑞利超声科技有限公司, 浙江 杭州 310023杭州应用声学研究所,浙江 杭州 310023
2 杭州瑞利超声科技有限公司, 浙江 杭州 310023杭州应用声学研究所,浙江 杭州 310023哈尔滨工程大学 水声工程学院, 黑龙江 哈尔滨 150001
3 杭州瑞利超声科技有限公司,浙江 杭州 310023杭州应用声学研究所,浙江 杭州 310023
针对空气耦合超声换能器存在换能器与空气介质阻抗失配,易造成电声转换效率低等问题,该文提出了一种采用空心酚醛树脂微球与环氧树脂基体研制的声匹配层,并对匹配层的声学特性进行测试与分析。测试结果表明,与空心玻璃微球匹配层相比,空心酚醛树脂微球匹配层具有声速更低及插入损耗更大的特点。基于此,该文研制了一种空气耦合超声换能器,对两只经匹配后的换能器进行测试,分析了接收信号的时域及频域特征,并与空心玻璃微球匹配层换能器进行性能对比。结果表明,与空心玻璃微球匹配层相比,采用空心酚醛树脂微球匹配层可减小换能器带内起伏,使换能器的-6 dB带宽扩展2倍以上,并在时域上减小接收信号的拖尾。
空气耦合超声换能器 空心酚醛树脂微球 环氧树脂基体 声学匹配层 有限元建模 air-coupled ultrasonic transducer hollow phenolic resin microspheres epoxy resin matrix acoustic matching layer finite element modeling 
压电与声光
2023, 45(6): 892
作者单位
摘要
兰州大学 核科学与技术学院, 兰州 730000
为了探究飞秒激光成丝的内在机制以实现长度表征, 采用荧光法和声学法, 得到了不同入射激光脉冲能量下和偏振态下等离子体光丝的荧光光谱和声音信号信息。结果表明,在相同激光脉冲能量下圆偏振光产生的N2荧光信号强度约为线偏振光的2倍, 而线偏振光产生的N2+荧光信号强度则约为圆偏振光的1.3倍; 等离子体荧光测量是获取等离子体光丝长度的有效途径, 相比于声学测量法更精确。该研究为揭示相干激光发射随光丝长度变化的物理实质提供了光丝长度表征的可行方案。
激光物理 等离子体光丝 荧光强度演化 声学测量 laser physics plasma filament evolution of fluorescence intensity acoustic measurement 
激光技术
2023, 47(3): 305
作者单位
摘要
兰州交通大学数理学院,兰州 730070
针对低频声波的衰减问题,设计了一种大尺寸月牙盘非对称薄膜型声学超材料结构,利用有限元法计算了其传输损失和位移场。其结构尺寸可达 100 mm,隔声频率降低至 10 Hz,并在 10~500 Hz 的低频范围内展现出良好的隔声性能。与对称型薄膜声学超材料结构的隔声频带和隔声量相比,通过在单胞中引入不对称性,使得结构的低频隔声频带拓宽了 23 Hz。通过模态分析发现,不对称性使薄膜声学超材料产生更多的振动耦合模式,Lorentz 共振与 Fano 共振的同时存在提升了月牙盘型非对称结构的隔声性能。同时,薄膜和质量块的尺寸与偏心量等参数变化可进一步优化隔声效果,为声屏障低频隔声效果的提升在结构优化设计方面提供了一种解决思路。
薄膜型声学超材料 非对称结构 隔声特性 有限元法 声固耦合 低频 membrane-type acoustic metamaterial asymmetric structure sound insulation characteristic finite element method acoustic-structure coupled low-frequency 
人工晶体学报
2023, 52(8): 1441
作者单位
摘要
深圳大学电子与信息工程学院射频异质异构集成全国重点实验室,广东 深圳 518060
金属纳米颗粒除了用作光学谐振腔,也是一类声学谐振腔,具有非常优异的声学振动性能。本文对金属声学谐振腔的相干声学振动及应用进行了概述。首先,介绍了金属纳腔相干声学振动的超快光学激发机制,并讨论了瞬态吸收光学显微镜对单个纳腔声学振动的探测;其次,阐述了几种简单金属声学纳腔(包括纳米球、纳米棒、纳米片)的振动模式、振动频率以及它们与纳腔尺寸、形状之间的关系;然后,重点讨论了金属纳腔间的声学振动强耦合现象,从多种纳腔耦合体系的实验出发,并从理论上分析了其中的耦合模式和耦合物理机制;接下来,对高频声学纳腔的应用进行了举例分析,详细讨论了高频声学振动在纳米流体学方面的应用;最后,对高频声学纳腔的未来发展趋势与应用前景进行了展望。
超快光谱学 金属纳腔 相干声学振动 声子学器件 强耦合 
光学学报
2023, 43(16): 1623015
荀明娜 1,2尚滨鹏 2,3齐鹏飞 2,3郭兰军 2,3,*[ ... ]刘伟伟 2,3
作者单位
摘要
1 北京大学物理学院人工微结构和介观物理国家重点实验室,北京 100871
2 南开大学现代光学研究所,天津 300350
3 天津市微尺度光学信息技术科学重点实验室,天津 300350
4 天津市光电传感器与传感网络重点实验室,天津 300350
飞秒激光成丝表征是光丝调控及应用的基础,成丝过程中光、声和热信号之间丰富的能量转换效应为利用声学和光学等方法探索和诊断光丝打开了大门。由于成丝过程中声波和荧光辐射微观物理机制的区别,两种信号与光丝物理参数之间的定量关系存在差异,然而目前仍缺乏两种方法的准确性对比研究。基于此,实验上通过研究脉冲能量对光丝空间分布的影响,系统对比了声学及荧光法两种光丝表征方法的异同。结果表明:两种方法都可以实现对光丝空间特征的表征,相比于荧光法,声学法对光丝起始和结束位置表现出更高的灵敏度,光丝内自由电子动能对光场强度的依赖性是造成差异的主要原因。
非线性光学 飞秒激光成丝 声学 荧光 空间特征 电子动能 
中国激光
2023, 50(7): 0708008
作者单位
摘要
西安工业大学光电工程学院, 陕西省光电测试与仪器技术重点实验室, 陕西 西安 710021
随着激光技术的不断发展, 对应用于大功率、高能量激光系统, 以及激光防护系统中的光学薄膜器件提出了高损伤阈值的要求。但目前在激光损伤阈值的测量上, 还存在测量标准不统一、重复性不好、准确性差、相互结果难以比对等问题, 其主要原因在于不同的材料及膜系适用于不同的损伤识别方法。对目前国内外在损伤识别方法方面的研究进行了总结, 阐述了图像法、散射法、等离子闪光法, 等离子体光谱法等多种不同的损伤识别方法, 介绍了各种方法识别损伤的原理、特点, 以及损伤识别的效果, 期望对激光损伤阈值测试方面的研究具有参考和借鉴。
激光损伤阈值 识别方法 薄膜 等离子体光谱法 声学 质谱法 laser-induced damage threshold discriminant method thin film plasma spectroscopy acoustic method mass spectrometry 
光学与光电技术
2023, 21(1): 1
作者单位
摘要
中南大学土木工程学院, 长沙 410000
基于局域共振理论, 提出了一种耦合声学黑洞结构的新型轻质声子晶体, 利用声学黑洞结构的低频、宽频带和多模态特性, 拓宽了低频带隙。借助有限元方法, 计算了新型声子晶体的能带结构、本征模态和衰减特性, 研究了其带隙产生机理, 分析了声学黑洞结构尺寸等几何参数对带隙的影响规律。结果表明: 新型声子晶体在1 600 Hz频段内具有多个带隙, 第1完全带隙为12~805 Hz, 40 Hz以下的带隙覆盖率为70%, 1 600 Hz内的带隙覆盖率达到97.3%。第1完全带隙的起始频率和截止频率主要由散射体和声学黑洞结构的振动模式决定。第1完全带隙起始频率随着声学黑洞结构短边高度的增加而增大, 声学黑洞结构宽度、短边高度以及连接短板高度对截止频率和带隙宽度有显著影响。
局域共振 声学黑洞 声子晶体 低频 完全带隙 local resonance acoustic black hole phononic crystal low frequency complete band gap 
硅酸盐学报
2023, 51(1): 226
作者单位
摘要
省部共建高品质特殊钢冶金与制备国家重点实验室、上海市钢铁冶金新技术开发应用重点实验室和上海大学材料科学与工程学院, 上海 200072
缔合液体是日常生活和工业生产过程中的常见媒介之一, 而声学和粘弹性质是其十分重要的基础性质之一。为此, 本文作者将布里渊散射测试方法用于纯水和甘油两种代表性缔合液体不同温度下的声学和粘弹性质的测试, 在180°背散射几何设置下测得了完整布里渊散射谱图。在构建系统理论描述的基础上, 计算获得了它们的声速、声吸收系数和剪切粘度等参数值, 从而进一步分析得到温度变化对液体材料声学性质及剪切粘度的影响。
布里渊散射 声学性质 剪切粘度  甘油 Brillouin scattering Acoustic properties Shear viscosity Water Glycerol 
光散射学报
2022, 34(3): 249
作者单位
摘要
1 西南科技大学 信息工程学院, 四川 绵阳 621010
2 特殊环境机器人技术 四川省重点实验室, 四川 绵阳 621010
3 杭州左蓝微电子技术有限公司, 浙江 杭州 310000
声表面波(SAW)谐振器作为各类SAW器件的核心元件, 其性能决定SAW器件的各项指标, 其中以谐振器品质因数(Q)值最重要。该文介绍了影响SAW谐振器Q值的因素, 指出目前高Q值SAW谐振器的衬底结构大多为异质声学层结构, 且异质声学层结构本质为一维声子晶体。结果表明, 通过在谐振器的多个位置构建声子晶体对SAW谐振器的声场能量可实现全三维约束, 以提升谐振器Q值, 最后展望了高Q值SAW谐振器的理想结构。
声表面波谐振器 品质因数 异质声学 声子晶体 声场能量 surface acoustic wave(SAW) resonator quality factor hetero acoustic layer phononic crystal sound field energy 
压电与声光
2022, 44(6): 841

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