零色散谐振器中的频率稳定与噪声诱导的谱线变窄
介观与纳米尺度物理
2019-09-06 v2
摘要
机械谐振器被广泛用作依赖本征频率稳定性的精密时钟与灵敏探测器。相位噪声由不同因素决定,从谐振器的热噪声与频率噪声到反馈电路中的噪声。增大振动幅度可缓解其中部分效应,但改善受非线性限制,而对于微型化微纳机械系统该非线性尤为强烈。本文设计了一种本征振荡频率随能量非单调变化的微机械谐振器。在极值附近,本征频率的色散为零,系统重新获得线性谐振器的某些特征,尽管振动幅度很大。当噪声强度增大时,谱峰发生反直觉的变窄。将该谐振器作为反馈环路中的频率决定元件,在极值幅度处的相位噪声比常规非线性 regime 小三倍。零色散现象为改进谐振式传感器与频率基准开辟了新机遇。
引用
@article{arxiv.1909.01090,
title = {Frequency stabilization and noise-induced spectral narrowing in resonators with zero dispersion},
author = {L. Huang and S. M. Soskin and I. A. Khovanov and R. Mannella and K. Ninios and H. B. Chan},
journal= {arXiv preprint arXiv:1909.01090},
year = {2019}
}