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一维准周期波导中的纵波传播

DOI：10.1098/rspa.2019.0392 期刊：Proceedings of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences 出版年份：2019 更新时间：2025-09-12 10:27:22
摘要： 本文研究了一维非均匀波导中波的传播特性，该波导具有多个参数调制且各调制具有任意相关性的不同空间周期。所考虑的准周期波导可视为含缺陷的纯周期结构模型。通过振幅变化法和直接运动分离法，揭示并描述了此类缺陷对波导频带间隙的影响。研究表明，缺陷不会显著降低一维周期结构的波衰减特性（例如不会减小其频带间隙宽度）。在不对调制周期施加任何限制（例如不要求其比值为有理数）的条件下，本文研究了准周期波导的衰减水平和频带间隙特性。对于具有相对较小调制且各调制周期互不接近的波导，在小量主导阶次下，每个频带间隙仅受其中一个调制控制。研究表明，向纯周期结构引入额外的空间调制可增强其波衰减特性，例如可诱导产生相对低频的频带间隙，从而在阻尼效果较弱的频率范围内实现振动衰减。
作者： Vladislav S. Sorokin
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研究概述 实验方案

研究目的

研究不同且任意相关的空间周期对一般一维波导结构参数进行联合调制时对波传播特性的影响，并揭示此类结构中产生的非有害反而可能具有应用价值的新动态现象。

研究成果

研究表明，将缺陷建模为附加空间调制并不会显著降低周期结构的波衰减性能。研究还发现，引入附加空间调制能够增强波衰减特性，例如诱导产生相对低频的带隙。准周期结构比相应纯周期结构组合具有更多带隙，这有利于振动抑制。

研究不足

该分析仅限于相对较弱的调制情况（ε ? 1），并未详细涵盖强调制情形。研究聚焦于一维波导，所得结果可能不直接适用于高维结构。

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