論文の概要: Strong nanomechanical Duffing nonlinearity and interactions induced through cavity optomechanics

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.18289v1
• Date: Mon, 18 May 2026 12:17:00 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-05-19 23:51:08.403658
• Title: Strong nanomechanical Duffing nonlinearity and interactions induced through cavity optomechanics
• Title（参考訳）: キャビティオメカニクスによる強いナノメカニカルダッフィング非線形性と相互作用
• Authors: Jesse J. Slim, Ewold Verhagen,
• Abstract要約: ナノメカニカル共振器において,光レーザ駆動によって完全に制御された強い機械的非線形性を実現するためのアプローチを実験的に実証した。 結果として生じるダッフィングの非線形性は、ポンプレーザーによる強度調整に便利であり、その符号はレーザーデチューニングによって制御される。 これらの結果は共振器やネットワークにおける非線形力学の工学的応用のための多目的かつその場で再構成可能なプラットフォームとしてキャビティ光学を確立している。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Nonlinearity is a key resource in both classical and quantum signal processing. Nonlinear nanomechanical elements have found applications ranging from sensing to computing, while networks of nonlinear resonators, as well as nonlinearly coupled networks of linear resonators, constitute promising platforms for simulating complex dynamics. Here, we experimentally demonstrate an approach to realizing strong mechanical nonlinearity in nanomechanical resonators, fully controlled through optical laser drives. The mechanism exploits the nonlinearity of the radiation-pressure interaction in a cavity optomechanical system, which gives rise to a nonlinear optical spring effect. The resulting Duffing nonlinearity is conveniently tunable in strength via pump laser power, while its sign is controlled by laser detuning. Moreover, we demonstrate that the nonlinear optical spring mediates effective interactions between mechanical modes coupled to a common cavity, inducing tunable nonlinear interactions between them that impact spectral response and dynamics. These results establish cavity optomechanics as a versatile and in-situ reconfigurable platform for engineering nonlinear dynamics in resonators and networks.
• Abstract（参考訳）: 非線形性は古典的信号処理と量子的信号処理の両方において重要な資源である。 非線形ナノメカニカル要素は、センシングからコンピューティングまで、非線形共振器のネットワークや線形共振器の非線形結合ネットワークは、複雑な力学をシミュレートするための有望なプラットフォームとなっている。 本稿では,光レーザ駆動によって完全に制御されたナノメカニカル共振器において,強い機械的非線形性を実現するためのアプローチを実験的に実証する。 この機構は空洞光学系における放射圧相互作用の非線形性を利用しており、非線形光バネ効果を引き起こす。 結果として生じるダッフィングの非線形性は、ポンプレーザーによる強度調整に便利であり、その符号はレーザーデチューニングによって制御される。 さらに, 非線形光ばねは, 共振器に結合したメカニカルモード間の効果的な相互作用を媒介し, スペクトル応答とダイナミクスに影響を与える非線形相互作用を誘導することを示した。 これらの結果は共振器やネットワークにおける非線形力学の工学的応用のための多目的かつその場で再構成可能なプラットフォームとしてキャビティ光学を確立している。

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