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文献综述
1、声学超材料的发展与前景：
传统降噪材料或结构对装备运行中所产生的中、高频噪声具有优异的吸/隔声效果，但其对低频噪声的抑制效果较差，同时由于装备对降噪材料的质量以及厚度要求越发严格，使得传统降噪材料的局限性日益突出。因此，人们开始发展声学超材料局域共振声学超材料发展出了具有谐振特性的声学结构超材料、表面附加局域共振单元板结构声学超材料、薄膜型声学超材料等结构形式。其中，薄膜型声学超材料又分为附加质量振子薄膜型声学超材料和未附加质量振子局域共振薄膜型声学超材料[1-7]。
声学超材料是类比于光学超材料发展而来的，最早起源于布拉格散射型声子晶体，即在固体或流体介质中周期引入弹性固体形成的一种新型功能材料。一定频率范围内的声波在该种周期弹性复合介质中传播时将产生类似光子带隙的声波禁带，从而阻止该频率范围的声波传播。通常布拉格散射型声子晶体的晶格常数与产生禁带的声波波长处于同一数量级时才能产生声波禁带，从而限制了布拉格散射型声子晶体的应用范围[8-17]。
声学超材料和超表面具有有趣的声学效应，通过声学超材料和超表面的设计，人们可构造各种声学器件并实现各种声学功能。随着各类装备向高速、大型、重载以及极端运行环境等方向发展，驾乘舱室所面临的噪声问题越发严重，强烈的噪声将危害驾乘人员的健康，同时影响机载仪器和设备的运行，并且，强烈的噪声会使装备的声隐身性能降低，对其作战性能产生不利影响。声学超材料在低频段具有声学禁带，在该禁带频率范围内具有优异的声学性能，可通过采用多个声学超材料结构单元进行组合或多层声学超材料进行层叠组合实现宽频吸/隔声，其在各类装备中具有广阔的应用前景。其中薄膜型声学超材料是在传统声学夹层结构中引入局域共振模块，在不影响传统夹层结构的完整性且面密度增加很小的情况下，大幅提高低频段的吸/隔声性能，其已在国外的航空产品上实现了小规模应用。
2、声学与光学联系与对比：
（1）局域共振
通常所说的光子、声子能隙指的是一个频率范围, 在此范围内,电磁波或弹性波不能穿过物质。能隙的另一种定义是,在某一频谱范围内不存在光子和声子能态。在过去的一二十年中,由于光子、声子材料基础科学研究的重要性以及其潜在的巨大应用前景, 光子、声子能隙功能材料的制作越来越受到人们的关注。到目前为止,绝大多数光子、声子材料都建立在周期性特征所导致的布拉格散射原理的基础上。然而,研究发现布拉格散射并不是研究及制作光子、声子能隙材料的唯一方法，如香港科技大学采用的是另一种称为局域化共振的光子、声子能隙。
采用局域化共振模型,样品的尺寸不再与波长有关，这一点对声波和微波特别有用, 因为在这些波段由布拉格散射原理制作的光子或声子结构非常庞大而笨重。并且，局域共振的另一个优势是在制作过程中不再需要很高的样品制作精度。这是因为局域共振存在于材料之中, 而不依赖于结构的周期性，正如非晶硅的情形一样。这样, 不论是一个随机的结构还是人工结构,其效果都是明显的。当然局域共振也存在一些缺陷，例如对材料的依赖性，尽管如此, 其仍不失为一种具有新科学和新应用的声子功能材料制作的补充方法。
局域共振型声子晶体的概念最早于2000年由刘正猷在Science上提出[18-19]，他们用硅橡胶包裹铅球按照简单立方晶格排列在环氧树脂基体中，进行了相应的实验。理论和实验都证实这一单元特征长度为2cm的结构具有低于400Hz的低频带隙，比同样尺寸的Bragg散射型声子晶体的第一带隙频率降低了两个数量级。近十年，局域共振型声子晶体由于其优越的低频特性吸引了很多学者的兴趣，大量文献对局域共振机理和传输特性进行了分析和研究。研究表明，在局域共振结构中，由于中间很软的包覆层的存在，将较硬的芯球连接在基体上，组成了具有低频的共振单元。当基体中传播的弹性波的频率接近共振单元的共振频率时，共振结构单元将与弹性波发生强烈的耦合作用，使其不能继续向前传播，从而导致了带隙的产生。
