基于相位控制的 Duffing 振子精密校准
应用物理
2022-06-01 v1 经典物理
仪器与探测器
摘要
Duffing 振子是普遍存在的谐振子的非线性推广，因此在科学技术中扮演着杰出角色。实验上，系统参数由对其外部激励响应的测量确定。当改变外部激励的振幅或频率时，响应函数中的突然跳跃显著揭示了非线性动力学。然而，这种双稳性使完整响应函数的一部分未被观测到，限制了对系统参数的精确测量。在此，我们利用一个常被忽略的事实：具有非线性阻尼的 Duffing 振子的响应是其相位的唯一函数。通过主动稳定振子的相位，我们描绘出完整的响应函数。该相位控制使我们能够精确确定系统参数。我们的结果对表征纳米级谐振子尤为重要，其中非线性效应易被观测到，并且在下一代超高灵敏度力和质量测量中大有前途。我们在高真空中用光悬浮粒子实验演示了该方法。
引用
@article{arxiv.2108.12234,
title = {Precision calibration of the Duffing oscillator with phase control},
author = {Marc T. Cuairan and Jan Gieseler and Nadine Meyer and Romain Quidant},
journal= {arXiv preprint arXiv:2108.12234},
year = {2022}
}