Two-tone spectroscopy of a SQUID metamaterial in the nonlinear regime
Two-tone spectroscopy of a SQUID metamaterial in the nonlinear regime
复制标题
非线性状态下 SQUID 超材料的双色调光谱
DOI：
10.1103/physrevresearch.1.033096
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发表时间：
2019
影响因子：
4.2
通讯作者：
A. V. Ustinov
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
E. I. Kiselev;A. S. Averkin;M. V. Fistul;V. P. Koshelets;A. V. Ustinov
由含约瑟夫森结的超导环构成的紧凑型微波谐振器(SQUID)是构建具有低损耗和显著非线性特性的频率可调超材料的理想选择。我们通过双音共振光谱学研究了鱿鱼超材料的非线性。从实验和理论上研究了超材料在微波泵音驱动下的小幅度响应。在泵浦信号存在的情况下，测量了微弱探测信号的传输系数。当增加泵的功率时，我们观察到鱿鱼的共振频率有明显的振荡。这些振荡的形状随着泵音的频率而显著不同。对探测信号的响应显示出不稳定性和边带。观察到了一个具有较强二次谐波产生的状态。我们给出了这些观测结果的理论分析，这与实验结果很好地吻合。
Compact microwave resonantors made of superconducting rings containing Josephson junctions (SQUIDs) are attractive candidates for building frequency-tunable metamaterials with low losses and pronounced nonlinear properties. We explore the nonlinearity of a SQUID metamaterial by performing a two-tone resonant spectroscopy. The small-amplitude response of the metamaterial under strong driving by a microwave pump tone is investigated experimentally and theoretically. The transmission coefficientof a weak probe signal is measured in the presence of the pump tone. When increasing the power of the pump, we observe pronounced oscillations of the SQUID's resonance frequency. The shape of these oscillations varies significantly with the frequency of the pump tone. The response to the probe signal displays instabilities and sidebands. A state with strong second-harmonic generation is observed. We provide a theoretical analysis of these observations, which is in good agreement with the experimental results.
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