TSUBOKAWA, Makoto

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Affiliation

Faculty of Science and Engineering, Graduate School of Information, Production, and Systems

Job title

Professor

Homepage URL

http://www.f.waseda.jp/tsubokawa.m/

Research Institute 【 display / non-display

  • 2020
    -
    2022

    理工学術院総合研究所   兼任研究員

Education 【 display / non-display

  • 1982.04
    -
    1984.03

    Hokkaido University   Graduate School, Division of Engineering   Applied Physics  

  • 1977.04
    -
    1981.03

    Hokkaido University   Faculty of Engineering   Applied Physics  

Degree 【 display / non-display

  • Hokkaido University   Dr. of Engineering

Research Experience 【 display / non-display

  • 2010.09
    -
    Now

    Waseda University

  • 2002.07
    -
     

    NTT Labs.

  • 2000.07
    -
     

    NTT-East Corp.

  • 1984.04
    -
     

    Nippon Telegraph and Telephon Public Corp

Professional Memberships 【 display / non-display

  •  
     
     

    Optical Society of Japan

  •  
     
     

    OSA

  •  
     
     

    IEEE

  •  
     
     

    IEICE

 

Research Areas 【 display / non-display

  • Communication and network engineering

  • Measurement engineering

  • Electron device and electronic equipment

Research Interests 【 display / non-display

  • Optical fiber, Optical measurement, Fiber optic sensor, optical network, optical device

Papers 【 display / non-display

  • Analysis of an optical SDM ring network model for applying MIMO processing

    Jing Jiang, Makoto Tsubokawa

    Optical Fiber Technology   65   102627 - 102627  2021.09  [Refereed]

    Authorship:Corresponding author

    DOI

  • Characteristics of MCF based Optical SDM MIMO Network with Optical Switches

    J. Jiang, M. Tsubokawa

    International collaboration Symposium on Information, Production and Systems   ( paper 7 )  2020.11

    Authorship:Last author

  • Highly birefringent microfiber with bowtie-cores

    W. Feng, M. Tsubokawa

    International collaboration Symposium on Information, Production and Systems   ( paper 8 )  2020.11

    Authorship:Last author

  • High birefringence and polarization-holding ability in nanosized optical fibers with Si bowtie cores

    W. Feng, M. Tsubokawa

    Optics communications   466 ( 125603 ) 1  2020.07  [Refereed]

    DOI

  • Evaluation of optical MIMO transmissions through multicore fiber links with an optical switch

    J. Jiang, M. Tsubokawa

    Optics Communications   463 ( 125381 ) 1  2020.05  [Refereed]

    DOI

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Books and Other Publications 【 display / non-display

  • Proceedings of the 2nd International Conference on Photonics, Optics and Laser Technology Revised Selected Papers

    P.A. Ribeiro, M. Raposo( Part: Other)

    Springer Proceedings in Physics  2016 ISBN: 9783319273198

  • The Distributed Fibre Optic Sensing Handbook

    J. P. Dakin( Part: Other)

    IFS Publications  1990 ISBN: 354019603X

Research Projects 【 display / non-display

  • 極微細レーザ描画、加工のための光プローブの研究

    Project Year :

    2020.04
    -
    2023.03
     

     View Summary

    微細加工や回路描画装置、医療メス等にレーザ光プローブが用いられる。通常、微細度がナノレベルに近づくと光の回折制限により、光スポットの分解能は1/4波長程度に制限を受けるため、更なる微細化には通常の赤外や可視域ではなく、極端紫外光や電子線の利用が必然となる。問題克服には低損失で極微な光スポットが形成できる誘電体プローブが有効であり、そのプローブ出射後の回折拡がりを抑制する新しいアイデアが必要である。本研究では、通常の波長域でナノサイズのレーザ光スポットが形成でき、出射後の回折拡がりの抑制効果を持つ導波路構造を探求し、新たなデバイスへの応用に向けた提案を行う

  • Study on fiber-optic receivers with side-surface interfaces

    Project Year :

    2013.04
    -
    2016.03
     

     View Summary

    First, new waveguide structures with a scattering layer and distorted shape were proposed as a light concentrator. The transmission efficiency corresponding to the ratio of the received light to input light power through side-surface of the waveguide was improved, but large loss occurs due to excess scatterings along waveguide. To suppress the scattering, fiber-optic concentrator was proposed. The efficiency of more than 1%-10% was successfully obtained along a ~5 meter-long fiber. Also, omnidirectional photodetectors based on this idea were designed. In addition to above mentioned simple concentrators, optical probes were proposed as one of applications. The light probe of 5-10 cm length, in which both light source and photodetector embedded, enabled to detect the objects around the fiber through the side-face interface. Finally, nanosized applications of optical waveguides were also studied. Waveguide structures and materials were designed to optimize the transmission efficiency

  • ユビキタス通信の高信頼化に向けたネットワークアーキテクチャに関する研究

    Project Year :

    2010
    -
    2011
     

Presentations 【 display / non-display

  • Cost Analysis for the Migration/Upgrade of the Senegalese GPON Network Toward NGOA Networks

    M. Diop, M. Tsubokawa

    IEICE, Technical Report (OFT)  IEICE

    Presentation date: 2020.10

  • ナノサイズ光スポット伝送に向けたボウタイスロット構造を有するシリコン光ファイバの提案

    盛 愛国, 坪川 信

    電子通信学会技術報告 OFT  (倉敷)  IEICE

    Presentation date: 2018.11

  • 空間符号化を用いたマルチコア光ファイバ伝送におけるコア間電力結合抑制の一検討

    坪川 信, 王 一州, 劉 安捷

    電子通信学会 技術報告 OFT  (那覇)  IEICE

    Presentation date: 2018.02

  • MIM導波路を用いたT型光結合器の評価と90°光ハイブリッドへの応用

    孔德卿, 坪川信, 陳 霖

    電子情報通信学会 研究技術報告(OFT)  (千歳)  IEICE

    Presentation date: 2016.08

  • 誘電体スロット導波路とメタルスロット導波路の接続特性の検討

    D. Kong, 坪川信

    IEICE Tech.Meeting, OFT  IEICE

    Presentation date: 2015.11

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Specific Research 【 display / non-display

  • 光リングネットワークへのSDM適用方法の研究

    2020  

     View Summary

    光MIMOの適用拡大を狙い、マルチコア光ファイバの空間多重伝送方式に基づいた光ネットワーク形態を検討した。今回は光リングネットワークに着目し、光MIMOが有効に適用できることを示した、通常、リングネットワークでは、複数のOADMスイッチを内包するが、リングトポロジーにより、スイッチを介在しても各OADMノード間のチャネル情報がリング内で保持可能となるため、MIMO処理も適用可能となる。このため、たとえコア間クロストークがあっても、光MIMOにより信号劣化が抑制できること、さらには光ファイバ断のような障害時にも光MIMO効果により、従来に比べ柔軟なプロテクション機能も期待できることを示した。これら成果は学術誌及び国際学会に投稿中である。

  • 光波長ルーチングネットワークにおけるMIMO処理の研究

    2019  

     View Summary

    通信容量の増大を目指し、マルチコア光ファイバ(MCF)を利用した空間多重伝送方式(SDM)が研究されている。通常、MCFでは隣接コア間で光クロストークが発生、伝送劣化を招くため、受信機で光MIMO処理を適用し信号回復を実現する。従来、多くの研究では単純な1つのMCF伝送路モデルが扱われており、途中に光スイッチを介した複数MCFが接続されるようなモデルは未検討であった。本研究では仮想的に光スイッチを介在したMCF伝送路を想定し、スイッチ挿入が及ぼす伝送容量への影響を解析した。その結果、消光比が低いMCFでは、スイッチがチャネル伝搬行列の固有値の分散を拡大し、大幅な伝送容量劣化を生じさせることを示した。成果は学術誌に投稿された。

  • 光のアンダーソン局在現象に基づく極細径光導波路の研究

    2018  

     View Summary

    前段でSi-Sio2-Siからなる高屈折率差スロット構造を持つナノ光ファイバ構造を提案し、約5 nm直径の微細な光スポットの形成と伝搬が可能になことを計算機シミュレーションにより実証した。続いて、このような光スポット伝搬を制御する原理として、光アンダーソン局在現象に基づく導波路構造に着目し、完全なrandomあるいはdeterministicaperiodicなコア間隔、屈折率分布を持つマルチコア導波路アレイ(例えば、Fibonacci、Thue-Morse、Perioddoubling、Cantor配列などの非周期配列)での光の空間的な伝搬特性を評価した。いずれの配列においても収束効果は見られたが、収束スポット径は数十nm以上、かつ形状も不安定で歪が多いなど課題も残った。光スポットの更なる微細化と制御手法を継続検討予定である。

  • 空間符号化による干渉雑音低減手法の研究

    2017  

     View Summary

    マルチコア光ファイバ(MCF)を利用する空間多重伝送において,入力光を複数コアに分散入力する空間符号手法を用いることで,コア間のランダムな電力結合によるクロストーク(XT)が抑制しうることを考察した.具体例として,光ファイバ断面内のコア配置条件が異なる4種類の単一モード9コア及び25コア光ファイバモデルを構築し,拡張プライム符号による符号化適用時のXTを計算したところ,符号器無しに比べ,10-20dB程度のXT抑制が期待できること,より均一な電力結合分布を生じやすいコア配置のMCFが有利であること、コア数増が効果を改善しうることなどが明確となった.

  • 高集積光導波路におけるクロストーク低減手法の研究

    2016  

     View Summary

    微細な光集積回路における隣接導波路間結合特性評価の一環として、今年度はナノサイズスラブ導波路間で生じる結合に依存した光波長合分岐デバイスを検討した。具体的には、並行配置のスラブ導波路間で生じる光結合量/損失とその波長特性について、主に2次元FDTD法に基づいたシミュレーション評価を実施した。評価事例として、導波路に複数導波路を並行配置させることで、希望波長成分を抽出可能であること、多段の並行配置の組み合わせで同時に空間分岐が可能となる構造を提案した。さらに、波長合分岐特性に大きく関与せずに分岐効率を向上させる策として、結合部の一部にスタブ部を挿入させる構造が有効なことを提案した。これら成果は、学内修士論文に反映された。

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Syllabus 【 display / non-display

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Teaching Experience 【 display / non-display

  • Optical fiber engineering

    Waseda University  

    2010.11
    -
    Now
     

  • Fiber-optic measurement technology

    Waseda University  

    2010.10
    -
    Now
     

  • Optical Transmission Technologies

    Waseda University  

    2010.10
    -
    Now
     

  • Physical mathematics

    Kitakyushu National College of Technology  

    2020.10
    -
    2021.09
     

  • Signal processing

    Ibaraki University  

    1999.04
    -
    2000.03