利用机械驱动在工程化四镜腔光力学中产生混沌

我们研究了四镜光机械腔中的混沌现象，其中机械驱动与外部作用于腔体两个横向布置的可动端镜。由泵浦激光驱动的强大腔模通过其辐射压力激发两个可动端镜的机械振荡。这些辐射压力诱导的机械效应进而导致两个横向镜间的间接耦合，其中腔内场充当两个机械物体间的弹簧。通过计算两镜在宽泛初始条件区间上的庞加莱截面，我们展示了在外部机械驱动下从稳定到混合（包含稳定岛与混沌海）庞加莱截面的转变。为进一步探究机械驱动下混沌的产生，我们测量了初始位于混合庞加莱截面中的可动端镜的时空响应。我们发现，两镜在外部机械驱动下均遵循混沌时间演化，即便在任一机械驱动缺失时亦然。为定量度量混沌的产生，我们计算了系统可能的李雅普诺夫指数与集体 Kolmogorov-Sinai 熵。我们发现，最大李雅普诺夫指数及相应的 Kolmogorov-Sinai 熵不仅随外部驱动增强而取正值，还关键依赖于从庞加莱截面选取的初始条件。此外，我们展示了在与镜振荡运动相关的机械阻尼率存在时，镜混沌动力学的增强。