論文の概要: Chaos Generation and Control with Molecular Optomechanical System
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.22920v1
- Date: Mon, 22 Jun 2026 07:01:33 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-06-25 03:36:11.215892
- Title: Chaos Generation and Control with Molecular Optomechanical System
- Title（参考訳）: 分子光学系を用いたカオス生成と制御
- Authors: Hui-Hui Xu, Jian-zhuang Wu, Lei-Bo Deng, E Wu, Yong-Hong Ma,
- Abstract要約: 本研究では,プラズモンナノキャビティをWGMマイクロキャビティに結合させたハイブリッド分子オプティメカニクスシステムについて検討した。
プラズモン-振動結合の増大は、周期的に変化するカスケードを介して、自己持続的な振動からカオスへとシステムを駆動することを示す。
これらの結果は、分子光学をオンチップカオス光発生とランダム信号応用のための制御可能な室温プラットフォームとして同定する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.6089496237595777
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Chaos is central to secure communication and physical random-number generation. Conventional cavity-optomechanical implementations, however, usually rely on weak single-photon optomechanical coupling and low-frequency mechanical modes, so access to deterministic chaotic dynamics often requires large driving power and careful suppression of thermal noise. Here we theoretically study a hybrid molecular optomechanical system formed by coupling a plasmonic nanocavity to a whispering-gallery-mode (WGM) microcavity. The plasmonic nanocavity provides terahertz-scale single-photon optomechanical coupling to a molecular vibration, while the WGM resonator offers a low-loss photonic channel that mitigates the short plasmon lifetime. By integrating the semiclassical equations of motion and evaluating the largest Lyapunov exponent, we map the nonlinear dynamical regimes in the parameter spaces of WGM detuning, plasmon--WGM coupling, and plasmon--vibration optomechanical coupling. We show that increasing the plasmon--vibration coupling drives the system from self-sustained oscillations to chaos through a period-doubling cascade. At moderate coupling strengths, isolated chaos windows can be opened or closed by tuning the WGM detuning and the inter-cavity coupling. These results identify molecular optomechanics as a controllable room-temperature platform for on-chip chaotic light generation and random-signal applications.
- Abstract（参考訳）: Chaosはセキュアな通信と物理乱数生成の中心である。
しかし、従来のキャビティ-オプトメカニカル実装は、通常は弱い単一光子オプティメカニカルカップリングと低周波のメカニカルモードに依存しているため、決定論的カオス力学へのアクセスは大きな駆動力と熱雑音の慎重に抑制を必要とすることが多い。
本稿では, プラズモンナノキャビティをWGMマイクロキャビティに結合させたハイブリッド分子オプティメカニクスシステムについて理論的に検討する。
プラズモンナノキャビティはテラヘルツスケールの単一光子光学的結合を分子振動に与え、一方WGM共振器は短いプラズモン寿命を緩和する低損失フォトニックチャネルを提供する。
運動の半古典方程式を積分し、最大のリャプノフ指数を評価することにより、WGMデチューニング、プラズモン-WGMカップリング、プラズモン-振動光学結合のパラメータ空間における非線形力学状態をマッピングする。
プラズモン-振動結合の増大は、周期的に変化するカスケードを介して、自己持続的な振動からカオスへとシステムを駆動することを示す。
適度な結合強度では、WGMデチューニングとキャビティ間結合を調整することにより、孤立カオスウィンドウを開閉することができる。
これらの結果は、分子光学をオンチップカオス光発生とランダム信号応用のための制御可能な室温プラットフォームとして同定する。
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