Focusing Properties of Square Lattice Air-Solid Sonic Crystal is Independent of Scattering Material

Abstract

A sonic crystal consists of a finite-size periodic array of scatters embedded in a background material. One of the fascinating properties of sonic crystals is to focusing phenomenon. In this study, focusing properties of solid-air 2D sonic crystal lenses with square lattice configuration are investigated for various scattering material. Two-dimensional sonic crystals were constructed with 2.0 cm diameters cylindrical rods of 2.5 cm lattice constant. Band structure of the square lattice arrays was modeled theoretically by Plane Wave Expansion method. Experimental results are presented for square lattice performed by Steel, Aluminum and Perspex rods in air.

Keywords

• Sonic crystal, Focusing, Plane-Wave Expansion Method

Kare Örgü Hava-Katı Sonik Kristal Yapıların Odaklama Özelliklerinin Dağıtıcı Malzemeden Bağımsızlığı

Abstract

Sonik kristal yapılar sınırlı sayıda dağıtıcı malzemelerin periyodik olarak dizilmesiyle meydana gelir. Sonik kristallerin en önemli özelliklerinden biriside odaklama olayıdır. Bu çalışmada, kare örgü konfigürasyona sahip 2D sonik kristal lenslerin odaklama özellikleri farklı dağıtıcı malzemeler için incelenmiştir. İki boyutlu sonik kristaller 2.5 cm kafes sabitine sahip 2.0 cm çaplı silindirik çubuklardan oluşturulmuştur. Kare örgü düzene sahip sonik kristalin band yapısı teorik olarak Plane Wave Expansion metoduyla modellenmmiştir. Deneysel sonuçlar çelik, alüminyum ve plastic çubuklar için gösterilmiştir.

Keywords

• Sonik Kristal, Odaklama, Plane-Wave Expansion metodu

References

1. H. Kosaka, T. Kawashima, A. Tomita, M. Notomi, T. Tamamura, T. Sato, S. Kawakami, Phys. Rev., 1998, E 58, R10096-R10099.
2. M. Notomi, Phys. Rev., 2000, B 62, 10696-10705.
3. C. Luo, S. G. Johnson, J. D. Joannopoulos, J. B. Pendry, Phys. Rev., 2002, B 65, 201104- 201104-4.
4. E. Cubukcu, K. Aydin, E. Ozbay, S. Foteinopoulou, C. M. Soukoulis, Nature, 2003, 423,
5. X. D. Zhang , Z. Liu, Appl. Phys. Lett., 2004, 85, 341.
6. L. Sanchis, A. Hakansson, F. Cervera, J. Sanchez-Dehesa, Phys. Rev., 2003, B 67,
7. N. Garcia, M. Nieto-Vesperinas, E. V. Ponizovskaya, M. Torres, Phys. Rev., 2003, E 67,
8. B. Gupta, Z. Ye, Phys. Rev., 2003, E 67, 036603.

9. C. Qiu, X. Zhang, Z. Liu, Phys. Rev., 2005, B 71, 054302.
10. C. H. Kuo, Z. Ye, J. Phys. D: Appl. Phys., 2004, 37, 2155–2159.
11. E. N. Economou, M. M. Sigalas, Phys. Rev., 1993, B 48, 13434–13438.
12. M. M. Sigalas, J. Appl. Phys., 1998, 84, 3026–3030.
13. T. Miyashita, Meas. Sci. Technol., 2005, 16, R47–R63.
14. L. Feng, X. P. Liu, Y. B. Chen, Z. P. Huang, Y. W. Mao, Y. F. Chen, Jian Zi, Y. Y. Zhu, Phys. Rev., 2005, B 72,033108.
15. I. Perez-Arjona, V. J. Sanchez-Morcillo, J. Redondo, V. Espinosa, K. Staliunas, Phys. Rev., 2007, B 75, 014304.