Research Career 【 display / non-display 】

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• 超低電力・多波長同時制御マイクロリング・マッハツェンダー光スイッチの開発

  Grant-in-Aid for Scientific Research  

  Project Year：

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  大きな電界誘起屈折率変化特性を有するポテンシャル制御量子井戸とマイクロリング共振器を融合した，超低電力・多波長同時制御マイクロリング・マッハツェンダー干渉計型光経路スイッチを提案し，その優れた有用性を実証することを目的とする．本素子は，超低電力・超低電圧動作（従来の10～100 分の１以下），単体デバイスで波長多重化された光信号の波長毎の独立経路スイッチング，低クロストーク特性など，従来の光経路スイッチ（以下，光スイッチ）にはない特長があるので，理論解析，素子設計，素子試作を通してこれらの優れた特性を実証する．

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• Handbook of Radio and Optical Networks Convergence

  Taro Arakawa, Yusuke Miyazeki（ Role： Contributor ,  Semiconductor FACQW (Five-Layer Asymmetric Coupled Quantum Well) EOM）

  Springer Singapore  （ ISBN:978-981-97-2281-5 ）

  DOI

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  Responsible for pages：1609-1647   Language：English Book type：Scholarly book

• 光エレクトロニクスとその応用

  日本学術振興会光エレクトロニクス第130委員会（ Role： Joint author ,  6.3.1節(pp.272-273)，6.3.2節(pp.274-281)，7.3.6節(pp.489-496)）

  オーム社 

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  Language：Japanese Book type：Textbook, survey, introduction

• Nano-and Micromaterials, Chapter 10: Potential-Tailored Quantum Wells for High-Performance Optical Modulators/Switches

  （ Role： Joint author）

  Springer 

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  Language：English Book type：Scholarly book

• Photonics Based on Wavelength Integration and Manipulation (IPAP Books 2)

  （ Role： Joint author）

  The Institute of Pure and Applied Physics 

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  Language：English Book type：Scholarly book

Thesis for a degree 【 display / non-display 】

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• Fabrication of Quantum Wires by Metalorganic Chemical Vapor Selective Deposition and Applications to Opto- electronic Devices

  T. Arakawa,

  1997.3

  Doctoral Thesis   Single Work  

  DOI

Papers 【 display / non-display 】

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• Planar array antenna coupled InGaAs/InAlAs multi-quantum well optical modulator for 60 GHz band millimeter wave signals

  Gaku Sekiguchi,Ryotaro Nakazawa,Yui Otagaki,Hiroshi Murata,Atsushi, Matsumoto,and Taro Arakawa

  Optics Express   32 ( 11 )   18441 - 18745   2024.5  [Reviewed]

  DOI Web of Science PubMed

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  Authorship：Corresponding author   Language：English   Publishing type：Research paper (scientific journal)   Single Work  

• Quantum Well Optical Modulator with Circular Patch Antenna for Millimeter-Wave Radio over Fiber System

  Ryotaro Nakazawa, Gaku Sekiguchi, Yui Otagaki, Hiroshi Murata, Atsushi Matsumoto, Taro Arakawa

  Journal of Lightwave Technology   42 ( 21 )   1 - 8   2024.8  [Reviewed]

  DOI Web of Science

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  Language：English   Publishing type：Research paper (scientific journal)   Single Work  

• Characteristics of highly sensitive hydrogen gas sensor based on Pt-SiO₂/Si microring resonator

  Junpei Igarashi, Shinji Okazaki, Yoshiaki Nishijima, Akio Higo and Taro Arakawa

  Japanese Journal of Applied Physics   63 ( 5 )   2024.5  [Reviewed]

  DOI

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  Language：English   Publishing type：Research paper (scientific journal)   Single Work  

• Silicon Microring Resonator Biosensor for Detection of Nucleocapsid Protein of SARS-CoV-2

  Yusuke Uchida, Taro Arakawa, Akio Higo and Yuhei Ishizaka

  Sensors   24 ( 10 )   2024.5  [Reviewed]

  DOI Web of Science PubMed

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  Language：English   Publishing type：Research paper (scientific journal)   Single Work  

• Tunable Vernier Series-Coupled Microring Resonator Filters Based on InGaAs/InAlAs Multiple Quantum-Well Waveguide

  Zhifeng Peng, Taro Arakawa

  Photonics   10 ( 11 )   1256   2023.11  [Reviewed]

  DOI Web of Science

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  Language：English   Publishing type：Research paper (scientific journal)   Single Work  

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Awards 【 display / non-display 】

Awards 【 display / non-display 】

• Outstanding Reviewer Awards 2022

  2022   Japanese Journal of Applied Physics  

  Individual or group name of awards：Taro ARAKAWA

• 電子情報通信学会エレクトロニクスソサイエティ活動功労表彰

  2021.3   電子情報通信学会  

  Individual or group name of awards：荒川太郎

• 電子情報通信学会エレクトロニクスソサイエティ活動功労表彰

  2020.3   電子情報通信学会  

  Individual or group name of awards：荒川太郎

• APEX/JJAP Editorial Contribution Award

  2017.4   The Japan Society of Applied Physics  

• 電子情報通信学会エレクトロニクスソサイエティ活動功労表彰

  2017.3   電子情報通信学会   英文誌C 平成28年2月特集号　編集幹事としての貢献

  Individual or group name of awards：荒川太郎

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Grant-in-Aid for Scientific Research 【 display / non-display 】

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• 量子論理集積デバイスの光インターコネクトのための極低温長超低電圧駆動光変調器の開拓

  Grant number：21K18169  2021.4 - 2025.3

  Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)

  Investigator(s)：荒川太郎

• 次世代光無線システムのための超低電力駆動アンテナ集積半導体光変調器の開発

  Grant number：21H01841  2021.4 - 2024.3

  科学研究費補助金  Grant-in-Aid for Scientific Research(B)

  Investigator(s)：荒川太郎

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  Grant type：Competitive

  次世代光ファイバー無線（RoF）システム実現のキーデバイスとなる超低電界動作アンテナ集積型半導体器光変調器を開発し、動作実証する。これまで、無給電、すなわちアンテナ受信電力のみで駆動でき、かつ小型で半導体光源等との集積化が可能な半導体光変調器は実現が難しかった。そこで、これまで独自に開発してきた半導体ナノ構造をこのRoFシステムに最適化し、微小リングと呼ばれる共振器構造等を融合することで、超低電界駆動の極限を追求する。本研究により小型・低消費電力の無線信号・光信号間変換デバイスが実現でき、第６世代以降の移動体通信を始め、光と電波の境界をつなぐ基本デバイスとなることが期待できる。

• 超伝導集積回路光インターコネクションを実現する超低電圧光変調器の開発

  2018.4 - 2021.6

  科学研究費補助金  Grant-in-Aid for Scientific Research(B)

  Investigator(s)：荒川太郎

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  Grant type：Competitive

  超伝導集積回路と従来のCMOSメモリ集積回路を接続する光インターコネクションのために，超低電圧で駆動できる光変調器を開発する．超伝導集積回路は既に超高速性が実証されているが，出力電圧がmV レベルと低く昇圧回路が必要となるため，CMOS 回路等との融合や集積のボトルネックとなってきた．そこで本研究では，申請者が独自に開発してきた半導体ポテンシャル制御量子井戸マイクロリング共振器装荷マッハ・ツェンダー型光変調器を用いて課題を解決する．超伝導集積回路が動作する極低温（4.2K）では，半導体光物性が飛躍的に向上するので，これに適合するように変調器を最適設計すればmV レベルの超低電圧，伝送速度50～100 Gbpsで動作させることができると考えられる．これにより，超伝導集積回路からの出力の直接読出しが可能になり，昇圧回路が不要なCMOS 回路との融合や集積が実現される．

• 偏波を自在に制御する半導体マイクロリング偏光スイッチの開発

  2015.4 - 2018.3

  科学研究費補助金  Grant-in-Aid for Scientific Research(B)

  Investigator(s)：荒川太郎

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  Grant type：Competitive

  マイクロリング共振器（MRR）と大きな電界誘起屈折率変化特性を有する半導体ポテンシャル制御量子井戸を融合した，小型・高速動作のマイクロリング偏光スイッチ（MRR-PS）を提案し，その有用性を実証することを目的とする．本MRR-PSにより，これまで平面光導波路では困難であった光信号の偏波状態の自由な制御を目指す．半導体レーザを含む他の半導体能動素子との集積化も可能で，小型（100 m以下）・高速（スイッチング速度数ナノ秒以下）等の特長があるので，その特性の理論解析と設計・試作を通してこれらの優れた特性を実証する．さらに，提案するMRR-PSとMRR波長可変フィルタとを直列結合し，バーニャ効果により動作する波長可変偏光スイッチを試作，動作実証を行う．本研究は，偏光方向という新しい制御軸を創成し，光変調器，光スイッチの高機能化や光通信の更なる高速化・高機能化に寄与する．偏波制御をフルに活用した次世代信号方式のキーデバイスとして，その応用範囲は極めて広い．

• Low energy and multi-wavelength microring Mach-Zehnder switch

  2012.4 - 2015.3

  Grant-in-Aid for Scientific Research  Grant-in-Aid for Scientific Research(B)

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  Grant type：Competitive

Other external funds procured 【 display / non-display 】

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• シリコンマイクロリング共振器マッハ・ツェンダー干渉計を用いた超高感度バイオセンサ

  2012.8 - 2013.3

  Local Government  公益財団法人横浜学術教育振興財団研究助成

  Investigator(s)：荒川太郎

Presentations 【 display / non-display 】

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• Antenna-coupled InGaAs/InAlAs quantum well optical modulator for millimeter wave signals

  Taro Arakawa  [Invited]

  The Korean Physical Society (KPS) 2024 Fall Meeting  2024.10  The Korean Physical Society

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  Event date： 2024.10

  Language：English   Presentation type：Oral presentation (invited, special)  

  Venue：Yeosu, Korea   Country：Korea, Republic of  

• Highly sensitive optical hydrogen gas sensor based on Pt-WO3/Si microring resonator

  Yuta Eto, Shinji Okazaki, Yoshiaki Nishijima, Akio Higo, and Taro Arakawa

  Microoptics Conf. (MOC) 2024  2024.9 

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  Event date： 2024.9 - 2024.10

  Language：English   Presentation type：Poster presentation  

  Venue：Gaohsiung  

• Ultra-low voltage quantum well optical modulator with double microring resonator operated at cryogenic temperature

  Rei Yanagida and Taro Arakawa

  Microoptics Conf. (MOC) 2024  2024.10 

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  Event date： 2024.9 - 2024.10

  Language：English   Presentation type：Poster presentation  

  Venue：Gaohsiung  

• Proposal of ultralow-driving-voltage optical modulator based on quantum well microring resonator

  Mika Aomi and Taro Arakawa

  Microoptics Conf. (MOC) 2024  2024.10 

  　More details

  Event date： 2024.9 - 2024.10

  Language：English   Presentation type：Poster presentation  

  Venue：Gaohsiung  

• Quantum well optical modulator with circular patch antenna for radio over fiber system

  R. Nakazawa, G. Sekiguchi, Y. Otagaki, H. Murata, A. Matsumoto, and T. Arakawa

  Microoptics Conf. (MOC) 2024  2024.10 

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  Event date： 2024.9 - 2024.10

  Language：English   Presentation type：Poster presentation  

  Venue：Gaohsiung  

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Preferred joint research theme 【 display / non-display 】

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Past of Collaboration and Commissioned Research 【 display / non-display 】

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• FACQW構造を有する，1.55um帯マッハツェンダー（MZ）変調器に構造トレランスに関する研究

  Funded Research offered by Enterprises  

  Project Year： 2007.10  -  2008.3 

Charge of on-campus class subject 【 display / non-display 】

Charge of on-campus class subject 【 display / non-display 】

• 2025   Semiconductor Optoelectronics Ⅱ

  Interfaculty Graduate School of Innovative and Practical Studies

• 2025   Semiconductor Optoelectronics Ⅰ

  Interfaculty Graduate School of Innovative and Practical Studies

• 2025   System Device Studio

  Graduate school of Engineering Science

• 2025   Seminar in Quantum Effect Devices

  Graduate school of Engineering Science

• 2025   Advanced integrated system analysis F

  Graduate school of Engineering Science

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Committee Memberships 【 display / non-display 】

Committee Memberships 【 display / non-display 】

• Microoptics Conference 2021

  2021 

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  Committee type：Academic society 

• 応用物理学会　微小光学研究会

  2018.1  実行委員

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  Committee type：Academic society 

• 電子情報通信学会　エレクトロニクスソサイエティ

  2017.6 - 2019.5  総務幹事

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  Committee type：Academic society 

• IEEE Photonics Society Japan Chapter

  2016.1 - 2017.12  委員長（2017年1月～2017年12月）、 副委員長（2016年1月～2016年12月）

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  Committee type：Academic society 

• 応用物理学会　応用電子物性分科会

  2008.4  幹事長（2022年4月～）

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  Committee type：Academic society 

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