論文の概要: Regular and chaotic dynamics of nonlinear optomechanical systems controlled by modulated light

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.06997v1
• Date: Fri, 05 Jun 2026 07:39:34 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-06-08 14:33:29.61749
• Title: Regular and chaotic dynamics of nonlinear optomechanical systems controlled by modulated light
• Title（参考訳）: 変調光によって制御される非線形光学系の規則的およびカオス的ダイナミクス
• Authors: A. P. Saiko, G. A. Rusetsky, S. A. Markevich, R. Fedaruk,
• Abstract要約: 線形、二次および立方体光子振動相互作用を持つ光学系における機械共振器の非線形ダイナミクス カオス力学の非線形性の順序に対する非単調な依存は、パラメトリック駆動と効果的なポテンシャル再構成の相互作用から生じる。
• 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: The nonlinear dynamics of a mechanical resonator in an optomechanical system with linear, quadratic and cubic photon-vibration interactions (with respect to mechanical displacements) in a modulated driving field under conditions of adiabatic elimination of the optical field is studied. Based on the constructed bifurcation diagrams of the mechanical coordinate and the largest Lyapunov exponent as a function of the modulation amplitude, as well as power spectra, phase portraits and Poincare sections, regions of regular and chaotic dynamics of the optomechanical system are identified. It is also shown that for a certain modulation amplitude in the presence of all three types of interactions, chaotic dynamics of the mechanical resonator (oscillator) is realized, which is replaced by quasi-periodic oscillations in the absence of cubic interaction, and the system returns to chaotic behavior if only linear interaction remains. This non-monotonic dependence of chaotic dynamics on the order of nonlinearity originates from the interplay between parametric driving and effective potential reshaping and manifests that nonlinearity does not always enhance chaos. For an optomechanical system in a membrane-in-the-middle configuration, where only quadratic photon-vibration interaction is present, it is demonstrated that at small modulation amplitudes the mechanical oscillator exhibits quasi-periodic motion in each of the wells of a symmetric two-minimum potential, whereas large modulation amplitudes lead to chaotic motion, involving interwell transitions.
• Abstract（参考訳）: 光場の断熱除去条件下での変調駆動場における線形,二次および立方体光子振動相互作用(機械的変位に関する)を有する光学系における機械共振器の非線形ダイナミクスについて検討した。 メカニカル座標と最大のリアプノフ指数の組立分岐図を変調振幅の関数として、パワースペクトル、位相像、ポアンケアセクションとして、光学系の規則的およびカオス的ダイナミクスの領域を同定した。 また、3種類の相互作用が存在する場合の特定の変調振幅に対して、機械共振器(オシレータ)のカオス力学が実現され、それは3次元相互作用が存在しない状態で準周期振動に置き換えられ、線形相互作用のみが残っている場合、システムはカオス挙動に戻ることが示されている。 この非単調なカオス力学の非線形性の順序への非単調な依存は、パラメトリック駆動と効果的なポテンシャル再構成の相互作用に起因し、非線形性が常にカオスを増すとは限らないことを示す。 2次光子振動相互作用のみが存在する中層膜のオプトロメカニクス系において、機械振動子は、小さな変調振幅において、対称な2つの最小電位の井戸のそれぞれに準周期運動を示すのに対し、大きな変調振幅は、坑間遷移を伴うカオス運動を引き起こすことを示した。

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