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所属組織 |
大学院工学研究院 知的構造の創生部門 |
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職名 |
教授 |
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生年 |
1969年 |
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研究キーワード |
化合物半導体、光エレクトロニクス、光スイッチ、光導波路、光変調器、半導体、分子線エピタキシー、量子ナノ構造 |
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ホームページ |
荒川 太郎 (アラカワ タロウ)
ARAKAWA Taro
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学内所属歴 【 表示 ／ 非表示 】
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2020年10月-現在
専任 横浜国立大学 大学院工学研究院 知的構造の創生部門 教授
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2007年4月-2020年9月
専任 横浜国立大学 大学院工学研究院 知的構造の創生部門 准教授
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2001年4月-2007年3月
専任 横浜国立大学 大学院工学研究院 知的構造の創生部門 助教授
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2001年3月
専任 横浜国立大学 工学部 助教授
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1999年4月-2001年2月
専任 横浜国立大学 工学部 講師
著書 【 表示 ／ 非表示 】
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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（ 担当： 共著 , 範囲: 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 2011年5月
記述言語：日本語 著書種別：教科書・概説・概論
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Nano-and Micromaterials, Chapter 10: Potential-Tailored Quantum Wells for High-Performance Optical Modulators/Switches
K. Ohno, M. Tanaka, J.Takeda, et.al.（ 担当： 共著）
Springer 2008年1月
記述言語：英語 著書種別：学術書
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Photonics Based on Wavelength Integration and Manipulation (IPAP Books 2)
Kunio Tada, Toshiaki Suhara, Kazuro Kikuchi, Yasuo Kokubun, Katsuyuki Utaka, Masahiro Asada, Fumio Koyama（ 担当： 共著）
The Institute of Pure and Applied Physics 2005年2月
記述言語：英語 著書種別：学術書
学位論文 【 表示 ／ 非表示 】
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有機金属気相選択成長による量子細線の作製と光デバイスへの応用
荒川 太郎
1997年3月
学位論文（博士） 単著
東京大学大学院 工学系研究科 電子工学専攻
有機金属気相成長法と選択成長法を用いたV溝型InGaAs量子細線の作製手法およびその光エレクトロニクス素子への応用について論じた論文である．ドライエッチング手法を用いず極めて高品質な量子細線を作製し，発光特性などその光物性を明らかにするとともに，初めて本手法でのInGaAS量子細線レーザを実現した．
論文 【 表示 ／ 非表示 】
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Proposal of compact multimode interference optical modulator with high extinction ratio
Kanesaka Yuhei, Arakawa Taro
JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS 61 ( SK ) 2022年6月 [査読有り]
記述言語：英語 掲載種別：研究論文（学術雑誌） 共著
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Design of high-order series-coupled microring resonator wavelength filter with differential evolution method
Udagawa Yudai, Arakawa Taro
JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS 61 ( SK ) 2022年6月 [査読有り]
記述言語：英語 掲載種別：研究論文（学術雑誌） 共著
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Design of a series-coupled microring resonator wavelength filter using the digital filter design method
Zhifeng Peng, Takuya Komatsubara, Mao Yamauchi, Taro Arakawa
Journal of the Optical Society of America B 38 ( 10 ) 2837 - 2846 2021年9月 [査読有り]
記述言語：英語 掲載種別：研究論文（学術雑誌） 共著
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無電解銅めっきによるPEEK樹脂へのレジストレス微細パターニング
信夫勇佑,堀内義夫,盧柱亨,本間英夫,荒川太郎
電子情報通信学会論文誌C J104-C ( 04 ) 90 - 97 2021年4月 [査読有り]
記述言語：日本語 掲載種別：研究論文（学術雑誌） 出版者・発行元：電子情報通信学会 共著
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Proposal of Highly Efficient Quantum Well Microring Resonator-Loaded Optical Phase Modulator Integrated with Antenna-Coupled Electrodes for Radio-over-Fiber
Hiro Kamada, Taro Arakawa
PHOTONICS 8 ( 2 ) 37-1 - 37-14 2021年2月 [査読有り]
記述言語：英語 掲載種別：研究論文（学術雑誌） 共著
受賞 【 表示 ／ 非表示 】
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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年03月 電子情報通信学会
受賞者：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年03月 電子情報通信学会
受賞者：荒川太郎 -
APEX/JJAP Editorial Contribution Award
2017年04月 応用物理学会
受賞者：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
2017年03月 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
受賞者：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
2016年03月 電子情報通信学会 光エレクトロニクス研究専門委員会幹事としての貢献
受賞者：荒川太郎
科研費（文科省・学振）獲得実績 【 表示 ／ 非表示 】
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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
研究課題/領域番号：21K18169 2021年4月 - 2025年3月
挑戦的研究 (開拓)
代表者：荒川太郎
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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
研究課題/領域番号：21H01841 2021年4月 - 2024年3月
科学研究費補助金 基盤研究(B)
代表者：荒川太郎
資金種別：競争的資金
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。
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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年4月 - 2021年6月
科学研究費補助金 基盤研究(B)
代表者：荒川太郎
資金種別：競争的資金
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．
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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年4月 - 2018年3月
科学研究費補助金 基盤研究(B)
代表者：荒川太郎
資金種別：競争的資金
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．
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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
2012年4月 - 2015年3月
科学研究費補助金 基盤研究(B)
代表者：荒川太郎
資金種別：競争的資金
その他競争的資金獲得・外部資金受入状況 【 表示 ／ 非表示 】
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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年8月 - 2013年3月
地方自治体 公益財団法人横浜学術教育振興財団研究助成
代表者：荒川太郎
研究発表 【 表示 ／ 非表示 】
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Multiple quantum well electroabsorption modulator based on multimode interference waveguide for high extinction ratio
T. Arakawa [招待有り]
2019 Korean Physical Society (KPS) Fall Meeting KPS
開催年月日： 2019年10月
記述言語：英語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：Korean
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Semiconductor Microring Resonator-Based Photonic Devices
Taro Arakawa and Yasuo Kokubun [招待有り]
Energy Materials Nanotechnology (EMN) Meeting on Photonics 2018, A02, Kaohsiung, Taiwan, (Oct. 21, 2018).
開催年月日： 2018年10月
記述言語：英語 会議種別：口頭発表（招待・特別）
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半導体マイクロリング共振器とその応用展開
荒川太郎，國分泰雄 [招待有り]
日本セラミックス協会第31回秋季シンポジウム，2W03，名古屋工業大学 (2018年9月6日)
開催年月日： 2018年9月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（招待・特別）
開催地：名古屋工業大学
荒川太郎，國分泰雄，"半導体マイクロリング共振器とその応用展開（招待講演）"，日本セラミックス協会第31回秋季シンポジウム，2W03，名古屋工業大学 (2018年9月6日)
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Highly-Sensitive Optical Biosensor Based on Si Microring Resonator-Loaded Mach-Zehnder Interferometer
Soichiro Yoshida, Shintaro Ishihara, Taro Arakawa and Yasuo Kokubun
International Conf. Solid State Device and Materials (SSDM) 2016, C-1-06
開催年月日： 2016年9月
記述言語：英語 会議種別：口頭発表（一般）
（国際会議論文，審査付）
シリコンマイクロリング共振器を有するマッハ・ツェンダー干渉計型バイオセンサの高感度センシングを実験的に実証した論文である。マイクロリング共振器の位相変化増大効果とマッハ・ツェンダー干渉計の干渉効果の組み合わせにより，従来用いられてきたマイクロリング共振器単体よりも高感度なセンシングが可能であることを明らかにした。アビジン-ビオチン結合を用いたバイオセンシングを行い，20 pMの高感度タンパクシスセンシングに成功した。 -
Design for High Speed Operation of Double Microring Resonator-Loaded Mach-Zehnder 2 x 2 Quantum Well Optical Switch
Naoki Kawaguchi, Kento Hori, Taro Arakawa, and Yasuo Kokubun
21st Optoelectron. Com. Conf./Int'l. Conf. Photonics in Switching 2016 (OECC/PS 2016), ThD3
開催年月日： 2016年7月
記述言語：英語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：日本、新潟
（国際会議論文，審査付）
InGaAs/InAlGaAsP五層非対称結合量子井戸をコア層とするマイクロリング共振器を両側アーム部に有するマッハ・ツェンダー光変調器を提案し，その設計と理論特性解析を行った。両アームにマイクロリング共振器を配置することで構造の対称性がよくなり，片側にのみリング共振器を用いた場合と比較して，非対称カプラが不要となるとともに，動作電圧も低減出来ることを明らかにした。動作電圧の低減化に加えて，10Gbps以上の高速動作も可能であることを理論的に示した。
共同・受託研究情報 【 表示 ／ 非表示 】
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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
企業等からの受託研究
研究期間： 2007年10月 - 2008年3月
担当授業科目（学内） 【 表示 ／ 非表示 】
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2022年度 電子情報システム実験C
理工学部
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2022年度 電子情報システム実験Ⅱ
理工学部
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2022年度 先端集積システム設計S
大学院理工学府
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2022年度 先端集積システム設計F
大学院理工学府
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2022年度 先端集積システム解析S
大学院理工学府
教育活動に関する受賞 【 表示 ／ 非表示 】
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エレクトロニクスソサイエティ学生奨励賞
2021年03月 電子情報通信学会
受賞者（グループ）： 兼坂悠平（指導学生） -
MSST2020 Award for Best Poster Presentation
2021年02月16日 The 9th International Symposium on Materials Science and Surface Technology (MSST) 2020
受賞者（グループ）： Yuhei Kanesaka（指導学生） -
エレクトロニクスソサイエティ学生奨励賞
2019年09月 電子情報通信学会
受賞者（グループ）： 宮関勇輔（指導学生）
その他教育活動及び特記事項 【 表示 ／ 非表示 】
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2022年06月優秀ポスター発表賞（スタートアップ部門） (学生の学会賞等の受賞実績)
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2022年06月優秀ポスター発表賞（進捗・成果報告部門） (学生の学会賞等の受賞実績)
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2022年02月Award for Best Poster Presentation（ベストポスター発表賞） (学生の学会賞等の受賞実績)
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2021年06月ポスター優秀賞 (学生の学会賞等の受賞実績)
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2021年03月学生奨励賞 (学生の学会賞等の受賞実績)
委員歴 【 表示 ／ 非表示 】
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Microoptics Conference 2021
2021年 組織委員長
委員区分：学協会
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応用物理学会 微小光学研究会
2018年01月 - 現在 実行委員
委員区分：学協会
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電子情報通信学会 エレクトロニクスソサイエティ
2017年06月 - 2019年5月 総務幹事
委員区分：学協会
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IEEE Photonics Society Japan Chapter
2016年01月 - 2017年12月 委員長（2017年1月～2017年12月）、 副委員長（2016年1月～2016年12月）
委員区分：学協会
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応用物理学会 応用電子物性分科会
2008年04月 - 現在 幹事長（2022年4月～）
委員区分：学協会