Experimental observation of far-field and near-field focusing in a sonic crystal flat lens in air

Abstract

This experimental study demonstrates intensity maps of far-field focusing using a two-dimensional triangular lattice sonic crystal and intensity maps of near-field focusing using a two-dimensional square lattice sonic crystal for various scatter materials. Besides, the paper presents an experimental method to estimate the effective refraction index of far-field flat lenses. The author introduces the experimental setup developed for the research and discusses the results obtained.

Sonic crystal acoustic switch device

“…[1][2][3][4][5] A negative effective refraction index within the second band leads to a sub-wavelength focusing effect when flat lenses are used. [6][7][8][9][10][11] The self-collimation effect has been shown to facilitate acoustic wave propagation inside SCs, with little diffraction. 12,13 The unidirectional transmission effect has been used to develop acoustic rectifiers and acoustic diodes.…”

İki Boyutlu Silindirik Dağıtıcılı Sonik Kristal Yapılarının Akustik Lens Özelliklerinin Zaman Bölgesi Sonlu Fark Simülasyonları ile İncelenmesi

“…Silindir çubuklardan oluşan diziler ise dağıtıcı materyallerdir. Sonik kristal üretimi için bu katı çubuklar alüminyum veya plastik gibi katı materyallerden üretilebilmektedir (Martinez-Sala et al, 1995;Miyashita and Inoue, 2001;Alagoz, 2011). Havaya göre yüksek yansıtma katsayısına sahip bu katı dağıtıcılar, ses dalgalarının kristal içinde saçılmasına ve dağıtıcı dizilerinin örgü geometrisine bağlı olarak modülasyona uğramalarına yol açarlar.…”

“…Fotonik kristallerde keşfedilen birçok özellik (Veselago, 1968;Pendry, 2000;Ozbay, 2007) daha sonra sonik kristallerde gözlenmeye başlamıştır (Liu et al, 2019). Kristal örgü uygulamaları, elektromanyetik dalga ve akustik dalgalar ile sınırlı kalmamış, sismik dalgaların sismik kristal veya sismik metamaterial adı verilen periyodik olarak sismik dalga yayılım özelliğinin bozulması ile oluşturulan ortamların, frekans cevabında band boşlukları adı verilen frekans bölgelerinde sismik dalgaların zayıflatabileceğini öngören teorik çalışmalar yapılmış ve deneysel uygulamalar gösterilmiştir (Alagoz and Alagoz, 2011;Miniaci et al, 2016;Mu et al, 2020;Wang, 2020).…”

Directional Ultrasound Source for Solid Materials Inspection: Diffraction Management in a Metallic Phononic Crystal

“…Diffraction control of acoustic waves when they propagate in a PC has been proven in different theoretical and experimental studies for propagation in linear [9] and nonlinear [10] fluids and in solids. Notwithstanding, the management of diffraction in solid media has been less studied.…”

“…The propagation of sound beams beyond PCs has been studied using numerical methods showing focusing characteristics [12]. Serkan Alagoz experimentally studied intensity maps of far-field focusing using a two-dimensional (2D), triangular lattice sonic crystal, and intensity maps of near-field focusing using a 2D square lattice PC for various scattering materials [9]. Morvan et al used a 2D PC-based solid/solid composite to demonstrate experimentally and theoretically the spatial filtering of a monochromatic, non-directional wave source and its emission in a surrounding water medium as an ultra-directional beam with narrow angular distribution [13].…”