納米波導(dǎo)管的非線性動(dòng)力學(xué)分析.pdf

1、非線性振動(dòng)現(xiàn)象普遍存在與我們的生活中,除了在宏觀條件下有非線性系統(tǒng),微觀情況下也普遍存在非線性現(xiàn)象。由于微觀物質(zhì)體積十分小,因此對(duì)其施加激勵(lì)力非常困難,導(dǎo)致微觀條件下的非線性動(dòng)力學(xué)的研究比宏觀條件下困難許多。目前,對(duì)微觀物質(zhì)施加力的作用普遍通過(guò)激光。通過(guò)激光施加給物質(zhì)的梯度力,可以有效使微觀系統(tǒng)進(jìn)行大幅的振動(dòng)。國(guó)外的學(xué)者已經(jīng)通過(guò)波導(dǎo)管設(shè)計(jì)出了可以按照需要進(jìn)行振動(dòng)的力學(xué)記憶開(kāi)關(guān)。該開(kāi)關(guān)的振動(dòng)系統(tǒng)類似于一個(gè)彈性拱,其動(dòng)力學(xué)模型是一個(gè)SD振子

2、,并且整個(gè)裝置處于納米級(jí)別。因此,力學(xué)記憶開(kāi)關(guān)是一個(gè)很經(jīng)典的微觀非線性系統(tǒng)。由于對(duì)該系統(tǒng),國(guó)外學(xué)者只是從實(shí)驗(yàn)的角度出發(fā),給出了大量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,并沒(méi)有從理論上進(jìn)行分析。因此,本文將對(duì)該系統(tǒng)從理論上進(jìn)行分析。本文的主要內(nèi)容如下:
　　首先對(duì)該系統(tǒng)的電磁場(chǎng)分布進(jìn)行計(jì)算,通過(guò)電磁場(chǎng)分布的表達(dá)式、邊界條件以及麥克斯韋應(yīng)力張量求解出平板波導(dǎo)管下耦合力的表達(dá)式。
　　對(duì)力學(xué)記憶開(kāi)關(guān)的振動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)化,建立動(dòng)力學(xué)模型。通過(guò)數(shù)值分析作出平衡點(diǎn)

3、關(guān)于參數(shù)的分岔曲面圖,確定參數(shù)與平衡點(diǎn)的關(guān)系。然后,對(duì)系統(tǒng)的恢復(fù)力、勢(shì)能、相圖、吸引域進(jìn)行分析。最后,在改變激光強(qiáng)度使系統(tǒng)成為一個(gè)時(shí)變系統(tǒng)條件下,通過(guò)數(shù)值模擬給出系統(tǒng)關(guān)于平滑參數(shù)、激勵(lì)力振幅以及頻率的分岔圖、時(shí)間歷程圖、相圖和龐加萊截面圖。
　　在對(duì)振動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)性質(zhì)分析的基礎(chǔ)上,結(jié)合光波與波導(dǎo)管的耦合原理,通過(guò)數(shù)值模擬控制波導(dǎo)管的激勵(lì)時(shí)間,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)耦合波導(dǎo)管運(yùn)動(dòng)的控制,達(dá)到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的目的。由于微環(huán)共振腔具有選頻的作用,而振動(dòng)系