[发明专利]赝自旋拓扑状态和高阶拓扑状态并存的水下声学拓扑绝缘体

权利要求书

1.一种水下声子晶体单胞结构，其特征在于，包括正六边形晶格(1)，所述正六边形晶格(1)之中设有六个可围绕各自中心旋转的散射体(2)；

所述散射体(2)呈月牙状，分布在所述正六边形晶格(1)之中；

当各散射体(2)内弧边的圆心与所述散射体(2)所在位置最接近的所述正六边形晶格(1)边缘之间的距离最大时，所述水下声子晶体单胞结构处于拓扑平庸态；

当各散射体(2)内弧边的圆心与所述散射体(2)所在位置最接近的所述正六边形晶格(1)边缘之间的距离最小时，所述水下声子晶体单胞结构处于拓扑非平庸态。

2.根据权利要求1所述的水下声子晶体单胞结构，其特征在于，所述正六边形晶格(1)的晶格常数a＝43mm。

3.根据权利要求1所述的声子晶体单胞结构，其特征在于，所述月牙状指圆部分重合时，其中一个圆的未重合部分所呈现的形状。

4.根据权利要求1所述的声子晶体单胞结构，其特征在于，所述散射体(2)外弧边的半径长度为所述正六边形晶格(1)的晶格常数的十分之一。

5.根据权利要求1所述的水下声子晶体单胞结构，其特征在于，所述散射体(2)由软橡胶制成，所述软橡胶的声学参数如下：密度ρ₁＝1000kg/m³，声速c₁＝＝489.9m/s。

6.根据权利要求1所述的水下声子晶体单胞结构，其特征在于，所述正六边形晶格(1)的基底为水，声学参数如下：密度ρ₀＝1000kg/m³，声速c₀＝＝1482.9m/s。

7.一种赝自旋拓扑状态和高阶拓扑状态并存的水下声学拓扑绝缘体，其特征在于，其为由如权利要求1至6所述的水下声子晶体单胞结构组成的有限四边形声学结构，所述有限四边形声学结构的内层分布有处于拓扑非平庸态的水下声子晶体单胞结构，所述有限四边形声学结构的外层分布有处于拓扑平庸态的水下声子晶体单胞结构。

8.一种由如权利要求1至6所述的水下声子晶体单胞结构组成的水下声子晶体，其特征在于，包括相互连接的一个拓扑平庸结构以及一个拓扑非平庸结构，所述拓扑平庸结构由若干个处于拓扑平庸态的水下声子晶体单胞结构沿边缘连接组成，所述拓扑非平庸结构由若干个处于拓扑非平庸态的水下声子晶体单胞结构沿边缘连接组成。

9.一种赝自旋拓扑状态和高阶拓扑状态并存的水下声学拓扑绝缘体，其特征在于，包括第一水下声子晶体以及第二水下声子晶体，所述第一水下声子晶体以及第二水下声子晶体均为如权利要求8所述的水下声子晶体，所述第一水下声子晶体的拓扑平庸结构沿边缘连接所述第二水下声子晶体的拓扑非平庸结构，所述第一水下声子晶体的拓扑非平庸结构沿边缘连接所述第二水下声子晶体的拓扑平庸结构。

10.一种水下声学组件，其特征在于，其采用如权利要求7或9所述的赝自旋拓扑状态和高阶拓扑状态并存的水下声学拓扑绝缘体对声音进行定向传输。