فيلتر اولتراسونيك فزود-فرود بر پايه بلورهاي فونوني جامد/سيال دوبعدي

Ultrasonic Add/dro‎p Filter based on Two-Dimensional Solid/Fluid Phononic Crystals

در اين مقاله، يك ساختار بلور فونوني از نوع جامد/سيال در مقياس مگاهرتز موردبررسي قرارگرفته است. شبكه مربعي با ساختاري از جنس سراميك بوده و ميله‌هايي كه با اتانول پرشده درون شبكه چيده شده‌اند. محاسبات ساختار باند به روش بسط به امواج تخت انجام‌شده است كه با روش المان محدود هم منطبق شده تا در ادامه براي محاسبات انتشار امواج و سطح فشار مورداستفاده قرار گيرد. پس از محاسبه ساختار باند، باندهاي ممنوعه با پهناي باند قابل‌قبول به‌دست‌آمده است و با ايجاد نقص مناسب و معرفي متيل نانوفلوبوتيل اتر به‌عنوان ماده پركننده ميله‌هاي نقص‌دار مدهاي مناسبي در باند ممنوعه منتشر شدند. سپس با طراحي يك ساختار شبه‌متقارن و ايجاد كاواك‌هاي منسجم، يك فركانس مجزا به دست آمد. بنابراين با تركيب موج‌برهاي طراحي‌شده حاصل از چيدمان ميله‌هاي نقص‌دار شده و ساختار شبه‌متقارن طراحي‌شده، يك فيلتر اولتراسونيك از نوع فزود- فرود طراحي و شبيه‌سازي‌شده است. فيلتر طراحي‌شده بازه فركانس‌هاي f=1.47MHz تا f=1.51MHz را از ورودي دريافت كرده و به خروجي منتقل مي‌كند و فركانس f=1.498MHz به‌عنوان فركانس فزود و فرود مورداستفاده قرار مي‌گيرد.

In this paper, we focus on two-dimensional solid/fluid phononic crystal in megahertz range. The case of Ethanol rods embedded in a ceramic lattice has been computed. The plane wave expansion method is used to calculate the dispersion relations which are in good agreement with the transmitted sound pressure level spectra established by the finite element method. Results show that this structure exhibit some absolute bandgaps with suitable bandwidth. So with the help of adding suitable defects, and by introducing methyl nonafluorobutyl ether as a defect inclusion, perfect modes were obtained among bandgaps region. Also, by designing a quasi-periodic structure and with the help of coherent cavities, a distinct frequency was obtained. So, by combining a row of defect rods as a moderate waveguides and designed quasi-periodic structure, we led to the design of acoustic add/drop filter. The designed filter receives the frequencies range from f=1.47MHz to f=1.51MHz and send them in to one distinct output with high confinement and due to the quasi-periodic structure frequency f=1.498MHz is use as the add-drop frequency.