利用光阻尼机械振子的非线性动力学响应的分岔放大器理论

我们考虑一个标准光机械系统，其中机械振子通过辐射压力相互作用耦合到腔模。该振子在其共振频率上相干驱动，而腔模在其共振频率以下驱动，提供对机械振荡的光学阻尼。我们研究该装置中机械振子的非线性相干响应。对于大机械振幅，我们发现当光机械协作度超过临界值时，系统可展现动力学多稳性。该分析将标准光机械阻尼与光机械自持振荡理论中已知的动力学吸引子联系起来。我们还研究热噪声和量子噪声的影响，并估计系统稳定态之间由噪声诱导的切换速率。然后我们考虑该系统的应用，主要关注其如何用作分岔放大器以探测微小的机械或光学信号。最后，我们展示在一个相关但更复杂的具有共振光机械相互作用的装置中，可用对机械振荡幅度大小更宽松的要求实现相同的效应。