光机械谐振器中的间歇性混沌

混沌是非线性动力学中的一种基本现象,表现为各类物理系统中不规则且不可预测的行为。在通往混沌的多种路径中,间歇性混沌是一种独特的过渡方式,其特点是周期运动与混沌运动在时间或空间上的交替出现。本研究首次通过实验在光学回音壁模式微腔中实现了光机械诱导的间歇性混沌。具体而言,该系统从稳定的周期振荡出发,经过间歇性混沌态,最终发展为完全的混沌运动。随着系统参数变化,时域中混沌运动的占比会渐进式增加直至完全占据主导地位。值得注意的是,与纯周期或完全混沌状态相比,间歇性混沌能产生具有最佳强度的等效噪声,在非线性超声检测中不仅不会削弱、反而能增强系统响应。这些发现不仅深化了对混沌形成机制的理解,更为高精度传感与信息处理领域的应用拓展了新的可能性。

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