在微机械谐振器中产生混沌的动力学方法
应用物理
2021-02-23 v1 混沌动力学
摘要
混沌系统呈现出复杂且不可复现的动力学，可能自然存在于从行星相互作用到天气演变的各种过程中，但也可利用现有技术为先进信号处理量身定制。然而，由于底层物理所涉及的动力学，混沌信号发生器的实现仍然具有挑战性。在本文中，我们通过实验与数值模拟提出了一种从微机械谐振器产生混沌信号的全新方案。该技术通过调制施加于非线性 regime 下谐振器的驱动力的幅度或频率，克服了长期存在的控制微/纳米机械结构中屈曲的复杂性。混沌 regime 的实验特征参数，即庞加莱截面与李雅普诺夫指数，可与不同构型的模拟直接比较。这些结果证实该动力学方法可迁移至任意类型的微/纳米机械谐振器，从加速度计到麦克风。我们通过将市售微膜转化为符合美国国家标准与技术研究院规范的真随机数发生器，展示了利用混沌 regime 混合特性的直接应用。该原创方法的通用性为结合混沌独特性质与微结构卓越灵敏度以催生新兴微系统开辟了新路径。
引用
@article{arxiv.2101.11976,
title = {A dynamical approach to generate chaos in a micromechanical resonator},
author = {Martial Defoort and Libor Rufer and Laurent Fesquet and Skandar Basrour},
journal= {arXiv preprint arXiv:2101.11976},
year = {2021}
}