毫米波和太赫兹超导矩形波导中的功率衰减：线性响应、TLS 损耗与 Higgs 模式非线性

超导波导在低温条件下为毫米波至太赫兹波段提供了潜在的超低损耗传输平台，具有望远镜仪器和新兴量子技术的应用前景。我们基于微观超导理论，构建了评估超导矩形波导在100 GHz至太赫兹频段功率流衰减常数$\alpha$的框架，适用于任意电子平均自由路径$\ell$，从肮脏极限$\ell\ll\xi_0$到洁净极限$\ell\gg\xi_0$。我们还推导了基于标准TLS模型的薄原生氧化物层中两级系统(TLS)引起的衰减$\alpha_{\rm TLS}$的解析表达式。利用该框架，我们对标准波导尺寸从WR15到WR1的代表性材料进行数值评估。在高频 regime $f \gtrsim 0.5 \Delta/h$ 中，低衰减倾向于洁净 regime$\ell\gtrsim\xi_0$，表明高纯度材料可在其能隙频率以下实现极低衰减。对于TLS贡献，使用代表性原生Nb氧化物的参数，我们发现当温度$T/T_c\lesssim 0.1$-0.2 时，$\alpha_{\rm TLS}$ 可能成为主要损耗来源，此时准粒子耗散被指数抑制。最后，我们扩展讨论至强激励 regime，基于Keldysh-Usadel框架中最近发展的非线性响应理论，表明非线性耗散会在$f\simeq\Delta/h$附近通过耗散导电性的Kerr型非线性，产生Higgs模式峰值。这一峰值为Higgs模式的distinct特征，此前鲜有被注意。