論文の概要: Optical Spectroscopy of Waveguide coupled Er$^{3+}$ ensembles in CaWO$_4$ and YVO$_4$

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2601.03455v1
• Date: Tue, 06 Jan 2026 22:55:10 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-01-09 02:15:23.086262
• Title: Optical Spectroscopy of Waveguide coupled Er$^{3+}$ ensembles in CaWO$_4$ and YVO$_4$
• Title（参考訳）: CaWO$_4$およびYVO$_4$における導波路結合Er$^{3+}$アンサンブルの光学分光
• Authors: Fabian Becker, Anna Selzer, Lorenz J. J. Sauerzopf, Catherine L. Curtin, Sudip KC, Tim Schneider, Kai Müller,
• Abstract要約: 導波路積分CaWO$_4$およびYVO$_4$における準曲面Er$3+$アンサンブルの光学的検討を行う。 Er$3+$:CaWO$_4$では、顕著な偏光依存性の表面効果が観察される。TE結合スペクトルはバルク挙動を密に再現する。TMカップリングは、サイトS1 Y1Z1の強い不均一な拡張と非対称な低エネルギー肩を誘導する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.7874944029416261
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We present an optical study of near-surface Er$^{3+}$ ensembles in waveguide-integrated CaWO$_4$ and YVO$_4$, investigating how nanophotonic coupling modifies rare-earth spectroscopy. In particular, we compare bulk excitation with evanescently coupled TE and TM waveguide modes. In Er$^{3+}$:CaWO$_4$, we observe a pronounced polarization-dependent surface effect. TE-coupled spectra closely reproduce bulk behavior. In contrast, TM coupling induces strong inhomogeneous broadening and an asymmetric low-energy shoulder of the site S1 Y1Z1 transition, with linewidths exceeding those of the bulk by more than a factor of four. Temperature-dependent measurements and surface termination studies indicate that surface charges are the dominant mechanism. Er$^{3+}$:YVO$_4$ remains largely unaffected by mode polarization, and surface termination leads only to minor spectral shifts. These observations suggest that non-charge-neutral rare-earth systems are more susceptible to surface-induced decoherence sources than charge-neutral hosts.
• Abstract（参考訳）: 導波路集積CaWO$_4$およびYVO$_4$における表面近傍Er$^{3+}$アンサンブルの光学的研究を行い、ナノフォトニックカップリングが希土類分光をどのように修飾するかを考察した。 特に,バルク励起とエバネッセント結合TEおよびTM導波路モードを比較した。 Er$^{3+}$:CaWO$_4$ では、顕著な偏光依存性の表面効果が観察される。 TE結合スペクトルはバルク挙動を密に再現する。 対照的に、TMカップリングはS1 Y1Z1転移部位の強い不均一な伸長と非対称な低エネルギー肩を誘導する。 温度依存性の測定と表面終端の研究は、表面電荷が支配的なメカニズムであることを示している。 Er$^{3+}$:YVO$_4$はモード偏光の影響を受けず、表面の終端は小さなスペクトルシフトにしか影響しない。 これらの観測から、非電荷中性希土類系は荷電中性ホストよりも表面誘起脱コヒーレンス源に感受性が高いことが示唆された。

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