空气中一维声栅对微粒的声操控

• 作者: 何兆剑 李文成 蔡飞燕 赵鹤平 邓科 郑海荣 黄先玉
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: 声操控 声辐射力 微粒俘获 一维声栅
• 年，卷（期）: 2017,（4）
• 所属期刊栏目: 电磁学、光学、声学、传热学、经典力学和流体动力学
• 页码范围: 167-173
• 页数: 7页
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.66.044301

摘要

本文对一维空气声栅表面微粒受到的声辐射力进行了详细的理论研究.首先采用有限元方法研究一维声栅的透射性质及表面声场分布,然后将有限元与动量张量积分结合研究处于一维声栅表面微粒受到的声辐射力特征.声栅共振透射增强是表面周期衍射波与狭缝Fabry-Perot共振耦合形成的,并且与声栅周期和厚度密切相关.研究发现,当共振波长与声栅周期相当时,微粒在其表面可受到指向声栅板面的声吸引力;当共振波长为声栅周期的二倍及以上,微粒可受到指向狭缝中的吸引力,且强度远小于第一种情况的吸引力.因此,在声栅处于共振波长与周期相当的共振模式时,可以在空气中利用声栅表面操控、吸引和排列微粒.