边带驱动谐振器中耦合声子模式的关联反常相位扩散

来自周期驱动的光学或微波腔的动力学背作用能够减小机械谐振器的阻尼，导致伴随自持振荡的参数不稳定性。从根本上说，驱动打破了连续时间平移对称性，并将其替换为关于以驱动周期为时间平移的对称性。这种离散对称性应反映在振荡的特征中。在此，我们利用设计成具有两个非线性耦合振动模式且频率和衰减率差异显著的微机械谐振器，对背作用与离散时间平移对称性的新方面进行了实验与理论研究。我们发现自持振荡不仅如先前实验所测那样在低频模式中被诱导，而且在高频模式中也被诱导。振动频率和振幅由系统非线性决定，这也导致了双稳性和滞回。通过研究振动相位，揭示了离散时间平移对称性的一个显著后果。我们发现两个模式的相位涨落几乎完全反相关。同时，在每个模式中相位经历反常扩散，其中相位方差的时间依赖遵循超线性而非标准线性幂律。我们的分析表明，该幂律的指数由谐振器1/f型本征频率噪声的指数决定。我们展示了利用反馈方案补偿这些涨落以产生稳定振荡的可能性，这可能在频率标准和谐振探测中证明有用。