微机械谐振器中持续非线性锁相与非单调能量耗散
混沌动力学
2022-12-07 v1 经典物理
摘要
许多非线性系统由频率随振幅变化的本征模描述，当频率在内共振处成可通约关系时会发生强相互作用。通过共振的快速能量交换是丰富动力学行为的关键，例如在微纳机械谐振器近期实验与理论研究中揭示的时变弛豫率以及热平衡中非遍历性的特征。然而，对于这些多样且有时相互矛盾的实验观测，一种普适而直观的物理描述仍难以捉摸。在此，我们通过实验揭示了在内共振处出现的持续非线性锁相态，并证明它们对于理解具有耦合本征模的非线性系统的瞬态动力学至关重要。一个完全可观测的微机械谐振器系统的测量动力学可由低频模进入、维持并退出由高频模施加的非线性驱动力所产生的持续锁相三倍周期态来定量描述。该模型描述了观测到的锁相相干时间、能量交换的方向与大小，以及由此产生的非单调模能量演化。根据初始相对相位的不同，系统选择不同的弛豫路径，要么进入要么绕过锁相态。所描述的持续锁相并不局限于特定的频率比或非线性类型，并可能推动跨物理域（包括光子学与纳米力学）的非线性谐振器系统工程的发展。
引用
@article{arxiv.2206.01089,
title = {Persistent nonlinear phase-locking and non-monotonic energy dissipation in micromechanical resonators},
author = {Mingkang Wang and Diego J. Perez-Morelo and Daniel Lopez and Vladimir A. Aksyuk},
journal= {arXiv preprint arXiv:2206.01089},
year = {2022}
}