論文の概要: Scattering-Induced Loss in Ferroelectric Photonic Devices

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.04353v1
• Date: Tue, 05 May 2026 23:17:31 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-05-07 18:41:07.575752
• Title: Scattering-Induced Loss in Ferroelectric Photonic Devices
• Title（参考訳）: 強誘電体フォトニックデバイスにおける散乱誘起損失
• Authors: Jonah Townsend, Enzo Conceição Picinini, Rogério de Sousa,
• Abstract要約: 非吸収性(弾性)光子散乱誘起損失を表現する摂動理論を提案する。 この理論をスラブ導波路の減衰係数の計算に応用する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Ferroelectric materials have colossal optical nonlinearities, but their integration into quantum photonic chips is made challenging by the additional loss mechanisms that they introduce. Here we present a perturbative theory that expresses non-absorptive (elastic) photon scattering-induced loss as a functional of a general spectral density for spatial fluctuations of electric permittivity. We apply the theory to calculations of attenuation coefficients $α$ in slab waveguides in order to compare two distinct loss mechanisms: Interface roughness and ferroelectric domain disorder. our theory can account for realistic roughness without special symmetry considerations, and it demonstrates how to use electron microscoopy images of ferroelectric domains to obtain explicit numerical predictions for $α$. Loss is maximum when the mean domain length is comparable to the wavelength of light (Mie regime), indicating that, for telecom wavelengths, sub-micron domains (Rayleigh regime) or single domain waveguides provide equivalent strategies for reducing loss.
• Abstract（参考訳）: 強誘電体材料には余剰の光学非線形性があるが、量子フォトニックチップへの統合は、それらが導入する損失機構によって困難である。 ここでは、電気誘電率の空間変動に対する一般スペクトル密度の関数として、非吸収性(弾性)光子散乱誘起損失を表現する摂動理論を提案する。 この理論をスラブ導波路の減衰係数$α$の計算に適用し、界面粗さと強誘電体ドメイン障害の2つの異なる損失メカニズムを比較する。 我々の理論は、特別な対称性を考慮せずに現実的な粗さを説明できる。 そして、強誘電体ドメインの電子マイクロスコープ画像を使って、α$の明確な数値予測を得る方法を示す。 平均ドメイン長が光の波長(ミー状態)に匹敵する場合、損失は最大であり、テレコム波長ではサブミクロン領域(レイリー状態)または単一ドメイン導波路が損失を減らすための同等の戦略を提供することを示す。

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