非线性微机械振荡器中相干能量转移的直接观测

能量耗散是与外部环境的直接耦合物理系统中不可避免的现象。设计负责耗散和耦合的过程的能力对于操纵此类系统的状态至关重要。这在振荡态中尤其重要，其动态响应用于许多应用，例如用于传感和计时的微纳机械谐振器、用于量子工程的量子比特以及用于光机械设备的振动模式。在需要稳定振荡的情况下，振动模式耗散的能量通常由外部能源补充。因此，如果移除外部能源，振荡幅度立即开始衰减，因为无法弥补耗散的能量。在此，我们展示了一种在不提供外部能量以补偿损耗的情况下维持稳定振荡（即恒定幅度和频率）的新策略。利用模式耦合的基本内在机制在振动模式间重新分配和存储机械能，并在外部激励关闭时将其相干地转移回主模式。为了实验证明这一违背物理直觉的现象，我们利用微机电(MEMS)振荡器的非线性动态响应通过内共振耦合两个不同的振动模式。由于描述这一新现象基础的基本机制是通用的并代表大量系统，所呈现的方法提供了一种新的耗散工程策略，将启用新一代自主设备。