基于双稳光机械系统中噪声激活开关的弱力探测

我们提出利用光学双稳态区域下的腔光机械系统来探测弱谐波力。由于光机械耦合，作用于机械振子的外力会调制腔的共振频率，进而改变两个双稳分支之间的开关速率。腔输出场的巨大差异从而导致显著放大的零差信号。我们通过对随机主方程进行广泛的数值模拟（适用于连续零差探测），确定了开关速率随腔失谐的变化关系。我们开发了一个双态速率方程模型，定量描述了慢速开关动力学。该模型在弱谐波力存在的情况下被解析求解，从而获得了功率增益和信噪比的近似表达式，随后我们将这些结果与线性区域下的光机械系统力探测进行了比较。