缺陷叠加梯度声子晶体

聚能收益提升4.1倍

缺陷态放大与梯度折射聚焦两种机制在单一结构中协同，让入射波在预设位置同时完成增益与汇聚，能量集中度远高于单独使用任一技术。

Shen, N. · Cong, Yu · 顾水涛 · 章公 · Feng, Zhiqiang

Smart Materials and Structures 2024

参数信息

能量放大系数（相对缺陷模型）

2.6

能量放大系数（相对梯度模型）

4.1

技术优势

聚能增益翻倍

通过叠加两种机制，波在预设位置同时获得振幅放大和聚焦，能量集中度显著高于单独使用任一技术。

波聚焦位置可控

梯度折射结构将波引导至预定位置，避免了能量在非目标区域耗散，便于与后续能量转换器件集成。

应用场景

• 振动能量收集：将环境振动聚焦放大，提升压电换能器的输出功率密度。
• 无线传感节点供能：为远离电源的传感器节点提供更高效率的振动取电。
• 超声聚焦：将超声能量集中到微小区域，用于高强度聚焦治疗或成像。
• 精密声学测量：增强微弱声信号，提高声学传感器的灵敏度与信噪比。