寺川　光洋 （ テラカワ　ミツヒロ ）

Terakawa, Mitsuhiro

写真a

所属（所属キャンパス）

理工学部 電気情報工学科 （ 矢上 ）

職名

教授

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HP
Scopus 論文情報  
総論文数: 183 総引用数: 1963 h-index: 24

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経歴 【 表示 ／ 非表示 】

  • 2005年
    -
    2007年

    日本学術振興会, 特別研究員(DC1)

  • 2007年
    -
    2008年

    日本学術振興会, 特別研究員(PD)

  • 2007年
    -
    2008年

    マサチューセッツ総合病院, リサーチフェロー

  • 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 】

  • 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

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学位 【 表示 ／ 非表示 】

  • 博士（工学）, 慶應義塾大学, 2007年09月

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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 】

  • 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）

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研究キーワード 【 表示 ／ 非表示 】

  • 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 】

  • 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

    　概要を見る

    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.

  • 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 】

  • Laser Direct Writing of Graphitic Carbon with Process-Tunable p- and n-Type Thermoelectric Response

    N. Yamaguchi, M. Terakawa

    ACS Applied Electronic Materials 2026年05月

    研究論文（学術雑誌）, 共著, 最終著者, 責任著者, 査読有り

  • Laser Fabrication of Textile-Based Electrodes for Electrochemical Dye Removal

    Kasahara T., Terakawa M.

    Lasers in Manufacturing and Materials Processing 2026年04月

    ISSN  21967229

    　概要を見る

    Efficient removal of toxic and persistent dyes from water is crucial for water purification. A promising approach involves using carbon-based electrodes for electrolysis. In this process, increasing the electrode surface area enhances the interfacial contact between the electrode and the solution, thereby improving dye removal efficiency. Accordingly, electrode materials with high electrical conductivity and a large surface area are desired to further enhance dye removal efficiency. In this study, we report the fabrication of conductive and porous structures directly on textiles via laser-induced graphitization. Porous graphitic carbon structures were fabricated by laser irradiation of textiles immersed in a lignin dispersion, which induced laser-induced graphitization in the irradiated area. The fabricated structures were successfully applied as electrodes for the electrolytic removal of the model dye, methyl orange (MO), from an aqueous solution. Lignin was used as both a carbon precursor and a flame retardant by immersing the textiles in a lignin dispersion prior to laser irradiation. By controlling lignin concentration and laser irradiation conditions, graphitic carbon structures were fabricated that retained the macroscopic fiber bundle morphology and exhibited microscale porosity on bundle surfaces. The fabricated electrodes with high electrical conductivity and a porous structure enabled electrolytic removal of MO. Among the conditions investigated, electrodes fabricated at 10 wt% lignin and a laser scanning speed of 100 mm/s showed the highest removal amount (0.99 mg/g). The proposed method offers a facile, one-step route for fabricating water purification devices capable of efficient dye removal from aqueous solutions using laser irradiation on lignin-immersed textiles.

  • Laser direct writing of metal-organic framework-5 microstructures

    Ryo Moriyama, Makoto Makibuchi, Taishin Kasahara, Naoto Yamaguchi, Kosuke Fujiwara, and Mitsuhiro Terakawa

    Optics Letters （OPTICA Publishing）  51 （ 2 ） 361 - 364 2026年01月

    最終著者, 責任著者, 査読有り

  • Laser-Induced Graphitization on Hydrogel for Gel Electrolyte-Cathode Integrated Zinc–Air Batteries

    Kosuke Fujiwara, Mitsuhiro Terakawa

    The Journal of Physical Chemistry C （ACS Publications）  130 （ 1 ） 141 - 151 2025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,  ISSN  19327447

    　概要を見る

    Zinc–air batteries (ZABs) possess high energy density and utilize earth-abundant zinc, making them attractive candidates for next-generation sustainable energy storage devices. To meet the increasing demand for flexible power sources in wearable devices, flexible ZABs have been studied by integrating the cathode and gel electrolyte into a single structure. However, the conventional fabrication of such integrated structures often requires a complicated and multistep fabrication process, which increases manufacturing costs. In this study, a gel electrolyte-cathode integrated structure was fabricated in two steps. First, we fabricated graphitic carbon (GC) on the gel electrolyte by laser-induced graphitization of lignin-containing agarose hydrogel. Second, we added gold chloride solution dropwise onto GC to decorate GC with Au clusters. The performance of ZABs prepared with the structures decorated with Au clusters was improved, exhibiting higher open-circuit voltages and maximum power densities than those without Au cluster decoration. Furthermore, the Au clusters remained decorated on GC even after the drying–reswelling process, demonstrating that the prepared ZABs can function by reswelling even after drying. The new, simple method proposed in this study for fabricating a gel electrolyte-cathode integrated structure is expected to be an effective strategy for the practical application of flexible ZABs.

  • Fabrication of a hydrogel-based microstrip patch antenna by laser-induced graphitization

    Yuma Hattori, Mari Kato, Hiroaki Onoe, Mitsuhiro Terakawa

    Optical Materials Express （Optica）  15 （ 11 ） 2688 - 2698 2025年10月

    共著, 最終著者, 責任著者, 査読有り

    　概要を見る

    Hydrogels have attracted attention as highly biocompatible supporting materials for wearable devices. An antenna is a key component for wireless transmission of information collected by the devices worn on the human body. Furthermore, integrating antennas into the devices eliminates the need for external wiring, which could obstruct the movement of the human body. In this study, we demonstrated the fabrication of planar conductive structures by laser-induced graphitization of tannic acid-containing alginate hydrogels and the fabrication of microstrip patch antennas (MPAs) using the fabricated structures. In a single laser scan onto the hydrogels, cracks were formed in the fabricated structures. For the fabrication of continuous planar structures, we used a method leveraging the water absorption property of hydrogels. By the method, in which an aqueous solution of tannic acid was added to the structures, followed by rescanning the laser beam to convert tannic acid to graphitic carbon, the number of cracks decreased. Additionally, it is confirmed that the fabricated structures can be applied to the radiation patches of hydrogel-based MPAs. A decrease in the resonant frequency of the fabricated MPAs corresponding to the decrease in the number of cracks is observed.

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KOARA（リポジトリ）収録論文等 【 表示 ／ 非表示 】

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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

  • 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

    　概要を見る

    © 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.

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研究発表 【 表示 ／ 非表示 】

  • （特別講演）フェムト秒レーザーを用いたソフトマテリアルへの導電性付与とその応用

    寺川光洋

    [国内会議]  電気化学会第93回大会, 

    2026年03月
    , 

    口頭発表（招待・特別）

  • Gold nanoparticle decoration on laser-fabricated graphitic carbon structures on hydrogel

    K. Fujiwara, M. Terakawa

    [国際会議]  Photonics West 2026, 

    2026年01月
    , 

    ポスター発表

  • Fabrication of textile-based water purification devices via laser-induced graphitization

    T. Kasahara, M. Terakawa

    [国際会議]  Photonics West 2026, 

    2026年01月
    , 

    ポスター発表

  • Direct Writing of CO2-responsive MOF-5/Graphitic Carbon Microstructures via Femtosecond Laser-Induced Graphitization

    Ryo Moriyama, Mitsuhiro Terakawa

    [国際会議]  2025 MRS Fall Meeting & Exhibit, 

    2025年11月
    -
    2025年12月
    , 

    口頭発表（一般）

  • Direct Writing of Laser-Induced Graphene Exhibiting n-Type Thermoelectric Behavior

    Naoto Yamaguchi, Mari Kato, Mitsuhiro Terakawa

    [国際会議]  2025 MRS Fall Meeting & Exhibit, 

    2025年11月
    -
    2025年12月
    , 

    口頭発表（一般）

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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 】

  • 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

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受賞 【 表示 ／ 非表示 】

  • Optica Fellow

    2025年01月, Optica

    　説明を見る

    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 】

  • 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

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担当授業科目 【 表示 ／ 非表示 】

  • 総合デザイン工学特別研究第１

    2026年度

  • 総合デザイン工学課題研究

    2026年度

  • 電気情報工学実践研究活動Ｂ

    2026年度

  • 電気情報工学セミナーⅠ

    2026年度

  • 光・量子エレクトロニクス

    2026年度

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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 】

  • 2026年04月
    -
    2029年03月

    多様化するレーザプロセシングとその応用調査専門員会　委員, 電気学会

  • 2025年04月
    -
    2026年03月

    主査（光加工・計測分科会） , 光産業技術振興協会　光技術動向調査委員会

  • 2025年02月
    -
    2026年01月

    Program Committee, Laser-based Micro- and Nanoprocessing XX, SPIE Photonics West 2026

  • 2025年02月
    -
    2026年01月

    Program Committee, Frontiers in Ultrafast Optics: Biomedical, Scientific, and Industrial Applications XXVI, SPIE Photonics West 2026

  • 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

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