慶應義塾研究者情報データベース

経歴 【 表示 ／ 非表示 】

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• 2005年

  -

  2007年

  日本学術振興会, 特別研究員(DC1)

• 2007年

  -

  2008年

  マサチューセッツ総合病院, リサーチフェロー

• 2007年

  -

  2008年

  日本学術振興会, 特別研究員(PD)

• 2009年

  -

  2010年

  慶應義塾大学理工学研究科, 特別研究助教

• 2010年04月

  -

  2013年03月

  慶應義塾大学理工学部, 電子工学科, 助教

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学歴 【 表示 ／ 非表示 】

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• 2003年03月

  慶應義塾大学, 理工学部, 電子工学科

  大学, 卒業

• 2005年03月

  慶應義塾大学, 理工学研究科, 総合デザイン工学専攻

  大学院, 修了, 修士

• 2007年09月

  慶應義塾大学, 理工学研究科, 総合デザイン工学専攻

  大学院, 修了, 博士

学位 【 表示 ／ 非表示 】

学位 【 表示 ／ 非表示 】

• 博士（工学）, 慶應義塾大学, 2007年09月

職務上の実績に関する事項 【 表示 ／ 非表示 】

職務上の実績に関する事項 【 表示 ／ 非表示 】

• 2013年04月

  -

  2014年03月

  電子工学科２年生担任

• 2014年04月

  -

  2015年03月

  大学院総合デザイン工学専攻　専攻幹事

• 2014年04月

  -

  2015年03月

  電子工学科３年生担任

• 2015年04月

  -

  2018年03月

  大学院　研究科委員

• 2016年04月

  -

  2018年03月

  大学院総合デザイン工学専攻　専攻幹事

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研究分野 【 表示 ／ 非表示 】

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• ナノテク・材料 / 光工学、光量子科学 （レーザー加工、多光子造形、ソフト・バイオマテリアル）

研究キーワード 【 表示 ／ 非表示 】

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• レーザプロセシング

• ソフトマテリアル

• バイオマテリアル

• レーザー炭化と黒鉛化

• レーザ微細加工

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著書 【 表示 ／ 非表示 】

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• Laser-Induced Carbonization and Graphitization. (in Handbook of Laser Micro- and Nano-Engineering)

  Mitsuhiro Terakawa, Springer Nature Switzerland AG, 2021年05月

• Laser-Induced Carbonization and Graphitization

  Terakawa M., Handbook of Laser Micro-and Nano-Engineering, 2021年01月

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  This chapter presents the carbonization and graphitization of polymer materials through laser-based degradation to fabricate conductive structures. The fundamentals of degradation are first explained based on the thermal degradation and photodegradation of polymers to alter the chemical structures to form carbon-rich products. This process yields electrically conductive graphitic carbon under certain conditions. By using a laser as an energy source for the degradation, spatially targeted areas on bendable and stretchable elastomers can be altered to conductive structures that can be used in flexible electronics. Although laser-induced carbonization and graphitization can be traced back to the 1980s, research in this field was revived in the mid-2010s, and increased attention has been paid since then. Fundamental studies along with material analyses and applications of the formed conductive structures in various devices, such as supercapacitors, strain sensors, and bioelectronic devices, are also reviewed in this chapter. In addition, laser degradation of poly-dimethylsiloxane, which is a versatile polymer for flexible devices, and natural materials, such as cellulose, are highlighted as emerging precursors of laser-induced conductive structures.

  • Access to Document (DOI)

• Micro and Nano Fabrication Technology

  Mitsuhiro Terakawa, Springer, 2018年

  担当範囲: Chapter "Femtosecond Laser Direct Writing"

• Ultrafast Laser Processing: From Micro- to Nanoscale

  Mitsuhiro Terakawa, Minoru Obara, Pan Stanford Publishing, 2013年

  担当範囲: Chapter 7 Nanoablation Using Nanosphere and Nanotip

• Gold Nanoparticles: Properties, Characterization, and Fabrication

  Y. Tanaka, M. Terakawa, M. Obara, N. Nedyalkov, P. Atanasov, Nova Science Publishers, 2009年

  担当範囲: Chapter 6 Plasmonic Nanopatterning of the Material Surface Mediated with Gold Nanoparticles Excited by a Femtosecond Laser Pulse

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論文 【 表示 ／ 非表示 】

論文 【 表示 ／ 非表示 】

• Laser direct writing of graphene quantum dots encircling conductive structures for stimuli-responsive anti-counterfeiting label

  Kosuke Tsukada, Mitsuhiro Terakawa

  Optics Express （Optica）  33   19479 2025年04月

  共著, 最終著者, 責任著者, 査読有り

• Direct Writing of Conductive Microstructures inside a Thermoresponsive Hydrogel

  Kashikawa K., Onoe H., Terakawa M.

  ACS Applied Polymer Materials 7   4771 2025年

  　概要を見る

  The integration of soft electronic devices with biological systems has garnered increasing attention for applications such as bioinspired soft robotics and wearable health monitors. These devices are designed to interface with biological surfaces or tissues, mimicking the transmission of electrical signals through neural tissues while ensuring high biocompatibility and flexibility. Conductive polymer hydrogels, combining conductive polymers and hydrogels, have emerged as promising materials owing to their flexibility, stretchability, and biocompatibility. In the realization of advanced soft electronic devices, it is key to employ materials with high flexibility and biocompatibility and, moreover, develop techniques for the fabrication of precise and localized conductive structures inside hydrogels. In this study, we demonstrated the spatially selective polymerization of conductive polymers inside a thermoresponsive hydrogel. A poly(N-isopropylacrylamide) (PNIPAM) hydrogel was immersed in a precursor solution of polyaniline (PANI), and polymerization was induced by femtosecond laser pulse irradiation. Conductive polymer microstructures were successfully fabricated inside the hydrogel. Furthermore, using the thermal responsiveness of the PNIPAM hydrogel, we demonstrated that the electrical resistance of the PANI structures changed in response to temperature. The present method provides a strategy for the precise and localized fabrication of conductive structures inside hydrogels, offering an approach to the fabrication of soft electronic devices.

  • Access to Document (DOI)

• High-resolution patterning of graphitic carbon structures in laser-induced graphitization of cellulose nanofiber film

  Yosuke Kondo, Ken Kashikawa, Mari Kato, Mitsuhiro Terakawa

  Optical Materials Express （Optica）  15 （ 1 ） 95 - 103 2024年12月

  研究論文（学術雑誌）, 共著, 最終著者, 責任著者, 査読有り

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  In laser-induced graphitization, decreasing the linewidth of patterned structures is key to enhancing the potential in microdevice fabrication. In this study, we demonstrated that graphitic carbon structures with narrow linewidth can be directly patterned in laser-induced graphitization of cellulose nanofiber (CNF) film by immersing the film in CaI2 solution. The linewidth of the structures increased with increasing laser power, indicating that the linewidth can be readily controlled. Based on the above findings, we patterned multiple concentric structures with precisely controlled linewidth to fabricate a Fresnel zone plate, which can focus laser light in the visible wavelength range.

  • Access to Document (DOI)

• Laser-induced formation of fine porous graphitic carbon for eco-friendly supercapacitors

  M. Kato, S. Hayashi, R. Funayama, Y. Kondo, Y. Hattori, M. Terakawa

  Advanced Engineering Materials （Wiley）  26 （ 23 ） 2401301 2024年09月

  研究論文（学術雑誌）, 共著, 最終著者, 責任著者, 査読有り,  ISSN  14381656

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  An electric double-layer capacitor (EDLC), which is one of the pivotal energy storage devices, provides rapid charge–discharge capabilities and an extended cycle life. Areal capacitance, a key indicator of EDLC performance, increases with the specific surface area of its electrodes. This study demonstrates a method for significantly increasing the specific surface area in the laser-induced graphitization of biodegradable polymers by incorporating NaHCO3 into the composite sheet, generating not only microscale pores but also a large number of nanoscale fine pores. Furthermore, it shows that using these structures as EDLC electrodes leads to a substantial increase in areal capacitance. An increase in the number of fine pores formed in the structure and a corresponding rise in the areal capacitance of the fabricated EDLC are observed with the increase in the NaHCO3 weight ratio. Notably, the composite sheets are composed of natural-derived, biodegradable materials, while NaHCO3 is known for its low corrosivity and biotoxicity. The proposed method thus offers a pathway for fabricating energy storage devices with minimal environmental impact, ensuring their eco-friendly disposal post-use.

  • Access to Document (DOI)

• Light-triggered transmittance control in thermoresponsive hydrogels by femtosecond laser direct writing

  K. Kashikawa, H. Tomikawa, H. Onoe, M. Terakawa

  ACS Applied Optical Materials （ACS）  2 （ 4 ） 565 - 573 2024年03月

  研究論文（学術雑誌）, 共著, 最終著者, 責任著者, 査読有り

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  Thermoresponsive hydrogels, which exhibit changes in their optical properties and volume due to temperature variations, are promising candidates for applications in soft devices. In this study, we demonstrate the modulation of transmittance in a thermoresponsive hydrogel through light stimulation employing gold microstructures fabricated via multiphoton photoreduction. The spatial integration of photoresponsiveness, attributed to high-density gold nanoparticles within the thermoresponsive hydrogel, was accomplished through the high-speed laser scanning of femtosecond laser pulses. The temperature measurement during the fabrication of the gold microstructure revealed that the high-speed and multiple scanning over the same path effectively reduced the temperature in the irradiated area of femtosecond laser pulses. The present approach enabled the mitigation of thermal effects during the fabrication, resulting in minimizing distortion in the fine lines of the structures. Upon exposure to stimulus light, a rapid change in the transmittance of the region where the structures were fabricated was prominently observed. The present method unveils a promising avenue for the advancement of light-responsive soft devices.

  • Access to Document (DOI)

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KOARA（リポジトリ）収録論文等 【 表示 ／ 非表示 】

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• 高繰り返しフェムト秒レーザパルスによる有機材料への導電性付与

  寺川, 光洋

  福澤諭吉記念慶應義塾学事振興基金事業報告集 （福澤基金運営委員会）  2022年

• 三次元多光子レーザープロセシングによる機能因子放出スキャフォールドの実現

  寺川, 光洋

  科学研究費補助金研究成果報告書 2021年

• 高繰り返しフェムト秒レーザパルスによる有機材料への導電性付与

  寺川, 光洋

  福澤諭吉記念慶應義塾学事振興基金事業報告集 （福澤基金運営委員会）  2021年

• 回折限界を超える極微細金属構造のレーザーファブリケーション

  寺川, 光洋

  科学研究費補助金研究成果報告書 2020年

• 高繰り返しフェムト秒レーザパルスによる有機材料への導電性付与

  寺川, 光洋

  福澤諭吉記念慶應義塾学事振興基金事業報告集 （福澤基金運営委員会）  2020年

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総説・解説等 【 表示 ／ 非表示 】

総説・解説等 【 表示 ／ 非表示 】

• Laser-based molecular delivery and its applications in plant science

  D. Heinemann, M. Zabic, M. Terakawa, J. Boch

  Plant Methods （Springer Nature）  18 （ 82 ） 1 - 14 2022年06月

  共著

  • Access to Document (DOI)

• レーザー炭化によるグラフェン生成とその新展開

  寺川光洋

  OPTORONICS 41 （ 484 ） 153 - 158 2022年04月

  記事・総説・解説・論説等（その他）, 単著, 筆頭著者, 最終著者, 責任著者

• フェムト秒レーザー改質による高分子材料への導電性付与

  林秀一郎, 寺川光洋

  表面技術 71 （ 11 ） 684 - 688 2020年11月

• 超短パルスレーザーによる多光子還元

  寺川光洋

  光アライアンス 30 （ 8 ） 55 - 58 2019年08月

  記事・総説・解説・論説等（商業誌、新聞、ウェブメディア）, 単著

• Femtosecond laser processing of biodegradable polymers

  Terakawa M.

  Applied Sciences (Switzerland) 8 （ 7 ） 1123 2018年07月

  記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）, 単著

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  © 2018 by the authors. Biodegradable polymers have attracted increasing attention in tissue engineering and drug delivery systems owing to their high biocompatibility and biodegradability. Among the various methods for shape forming and modification of biodegradable polymers, laser processing has advantages in a dry processing approach that can process complex-shaped surfaces without using toxic chemical components. This review provides an overview of femtosecond laser processing of biodegradable polymers, especially in the last decade. The interaction mechanism of femtosecond laser pulse and biodegradable polymers, e.g., bond dissociation after laser irradiation, affects the degradable property of biodegradable polymers, which has the potential to control the degradation and sustainability of a structure. Applied studies on controlling cell behavior, tissue scaffolding, and drug release are also described.

  • Access to Document (DOI)

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研究発表 【 表示 ／ 非表示 】

研究発表 【 表示 ／ 非表示 】

• (Invited) Laser-patterned functional microstructures in hydrogels: fabrication and applications

  Mitsuhiro Terakawa

  SPIE Photonics West 2025, 

  2025年01月

  , 

  口頭発表（招待・特別）

• High-resolution patterning of graphitic carbon structures in laser carbonization of cellulose nanofiber film

  Y. Kondo, M. Terakawa

  SPIE Photonics West 2025, 

  2025年01月

  , 

  口頭発表（一般）

• Direct laser writing of semicylindrical conductive structures encircled by graphene quantum dots

  K. Tsukada, M. Terakawa

  SPIE Photonics West 2025 , 

  2025年01月

  , 

  口頭発表（一般）

• Two-photon polymerization of conductive polymer network inside a thermoresponsive hydrogel

  K. Kashikawa, H. Onoe, M. Terakawa

  SPIE Photonics West 2025, 

  2025年01月

  , 

  口頭発表（一般）

• （招待講演）レーザー加工によるソフトマテリアルへの機能付与

  寺川光洋

  レーザー学会 学術講演会 第45回年次大会, 

  2025年01月

  , 

  口頭発表（招待・特別）

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競争的研究費の研究課題 【 表示 ／ 非表示 】

競争的研究費の研究課題 【 表示 ／ 非表示 】

• スマートマテリアルに駆動力と機能を付与するレーザープロセシング技術の確立

  2022年04月

  -

  2026年03月

  文部科学省・日本学術振興会, 科学研究費補助金 基盤研究(B), 補助金,  未設定

• レーザプロセシングにより実現するエネルギー・ハーベスティング・デバイス

  2022年04月

  -

  2024年03月

  東電記念財団, 研究助成（基礎研究）, 未設定

• 高繰り返しフェムト秒レーザパルス照射による高結晶性かつ高導電性微細構造の直接描画

  2021年09月

  -

  2024年03月

  天田財団, 重点研究開発助成　課題研究, 補助金,  未設定

• 回折限界を超える極微細金属構造のレーザーファブリケーション

  2018年07月

  -

  2021年03月

  文部科学省・日本学術振興会, 科学研究費補助金　挑戦的研究（萌芽）, 補助金,  研究代表者

• 三次元多光子レーザープロセシングによる機能因子放出スキャフォールドの実現

  2018年04月

  -

  2022年03月

  文部科学省・日本学術振興会, 科学研究費補助金　基盤研究(B), 寺川光洋, 補助金,  研究代表者

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知的財産権等 【 表示 ／ 非表示 】

知的財産権等 【 表示 ／ 非表示 】

• レーザーを用いた薬剤放出方法

  出願日： 2013-046732  2013年03月 

  特許権

• 移植組織または臓器への薬剤導入方法ならびに薬剤導入装置

  出願日： 特願2007-196580  2007年07月 

  公開日： 特開2008-49150   

  特許権

• Method and apparatus for drug delivery to tissue or organ for transplant

  出願日：   2007年 

  公開日： US 2009/0233987 A1  2009年 

  特許権

• 細胞への薬剤導入方法および細胞への薬剤導入装置

  出願日： 特願2006-113384  2006年04月 

  公開日： 特開2007-284379   

  特許権

• 薬剤導入方法及び薬剤導入装置

  出願日： 特願2004-147971  2004年05月 

  公開日： 特開2005-330194   

  特許権

受賞 【 表示 ／ 非表示 】

受賞 【 表示 ／ 非表示 】

• Optica Fellow

  2025年01月, Optica

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  For achievements in laser processing and functionalization of soft materials for electrical and optical applications

• SPIE Fellow

  2023年01月, SPIE (International Society for Optics and Photonics)

  受賞区分： その他

• 電子・情報・システム部門研究会 優秀論文発表賞

  2014年09月, 電気学会

• 応用物理学会　講演奨励賞

  寺川 光洋, 2012年03月, 応用物理学会, フェムト秒レーザの多微粒子レンズ集光場による細胞膜の単一パルスプロセッシング

  受賞区分： 国内学会・会議・シンポジウム等の賞

• 慶應義塾大学 総合デザイン工学専攻 優秀研究活動賞 (博士)

  寺川 光洋, 2008年03月

  受賞区分： 塾内表彰等

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その他 【 表示 ／ 非表示 】

その他 【 表示 ／ 非表示 】

• 2017年11月

  　内容を見る

  The Optical Society (OSA) News Release: Metal-Silicone Microstructures Could Enable New Types of Flexible Optical and Electrical Devices

• 2014年03月

  　内容を見る

  SPIE Newsroom: Femtosecond laser pulses for smart drug delivery

• 2012年04月

  　内容を見る

  SPIE Newsroom: Ultrafast near- and far-field nanoablation patterning

担当授業科目 【 表示 ／ 非表示 】

担当授業科目 【 表示 ／ 非表示 】

• 電気情報工学セミナーⅡ

  2025年度

• 電気情報工学セミナーⅠ

  2025年度

• 電気情報工学輪講

  2025年度

• 物理学Ｄ

  2025年度

• 物理学Ｃ

  2025年度

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所属学協会 【 表示 ／ 非表示 】

所属学協会 【 表示 ／ 非表示 】

• Optica フェロー, 

  2025年01月

  -

  継続中

• SPIE フェロー, 

  2023年01月

  -

  継続中

• SPIE, Senior Member, 

  2019年06月

  -

  継続中

• Optica (formerly OSA), Senior Member, 

  2019年06月

  -

  継続中

• レーザ加工学会, 

  2013年04月

  -

  継続中

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委員歴 【 表示 ／ 非表示 】

委員歴 【 表示 ／ 非表示 】

• 2024年07月

  -

  2026年05月

  レーザー学会東京支部委員, 一般社団法人レーザー学会

• 2024年04月

  -

  継続中

  副代表幹事, 光産業技術振興協会　多元技術融合光プロセス研究会

• 2024年02月

  -

  2025年02月

  Program Committee, Frontiers in Ultrafast Optics: Biomedical, Scientific, and Industrial Applications XXV, SPIE Photonics West 2025

• 2024年02月

  -

  2025年02月

  Program Committee, Laser Applications in Microelectronic and Optoelectronic Manufacturing (LAMOM) XXX, SPIE Photonics West 2025

• 2024年02月

  -

  2025年02月

  Program Committee, Laser-based Micro- and Nanoprocessing XIX, SPIE Photonics West 2025

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