Band gaps and waveguiding of surface acoustic waves in pillars-based phononic crystals
Résumé :
Les cristaux phononiques sont des structures constituées d'inclusions distribuées de manière périodique. Selon leur constitution et leur géométrie, ils peuvent présenterdes bandes de fréquences interdites dans toutes les directions de propagation de l'onde élastique et également des modes de propagations à dispersion particulière conduisant, par exemple, à une réfraction négative. Dans ce travail de thèse, nous nous sommes intéressés à ces bandes interdites et à ces modes de propagation dans le cas d'un cristal phononique constitué d'une matrice de différents types de piliers déposés en surface d'un milieu semi-infini. L'étude des interactions entre les piliers résonants localement avec la surface du milieu semi infini nous a permis d'identifier de nouvelles bandes interdites qui se trouvent à des fréquences relativement basses comparativement à la bande interdite de Bragg. Nous avons également montré comment obtenir, suivant deux mécanismes distincts, une réfraction négative omnidirectionnelle qui permet de faire de l'imagerie acoustique en atteignant une résolution qui dépasse la limite de diffraction deRayleigh. La dernière partie de ce travail a été consacrée à l'étude des mécanismes permettant la propagation et le confinement d'onde guidée soit à travers un défaut dans le cristal phononique, soit dans une chaine de piliers déposés sur une surface semi-infinie. Nous avons démontré dans les deux cas de figure la possibilité de guider des phonons de surface dont l'énergie élastique reste confinée spatialement dans un guide sub-longueur d'onde.
Mots clés : Cristal phononique, onde acoustique de surface, guide d'onde en mode résonant, bandes interdites, imagerie acoustique sub-longueur donde