研究者情報

マスター

アカウント（マスター）

• 氏名

  佐藤　孝憲(サトウ　タカノリ), サトウ　タカノリ

所属（マスター）

• 情報科学研究院　メディアネットワーク部門　情報通信システム学分野

所属（マスター）

• 情報科学研究院　メディアネットワーク部門　情報通信システム学分野

独自項目

syllabus

• 2021, ディジタルネットワーク, Digital Network, 学士課程, 工学部, パケット交換，回線交換，ルーティングプロトコル，多元接続，誤り制御，FEC，ARQ
• 2021, コンピュータ工学, Computer Engineering, 学士課程, 工学部, ノイマン型計算機，アドレス方式，命令語，中央処理装置，演算装置，記憶装置，入出力装置，ネットワーク，並列コンピュータ，次世代計算機システム

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プロフィール情報

学位

• 博士（工学）（2018年03月 北海道大学）

プロフィール情報

• プロフィール

  H26 北海道大学工学部情報エレクトロニクス学科　卒業
  H28 同大大学院情報科学研究科メディアネットワーク専攻修士課程　修了
  H29 日本学術振興会特別研究員
  H30 同大同専攻博士後期課程　修了
  H31 兵庫県立大学　大学院工学研究科　助教
  R2   北海道大学　大学院情報科学研究院　准教授

  光通信・光演算のための各種光導波路・光共振器デバイスに関する研究に従事

  Takanori Sato was born in Hokkaido, Japan, in 1992. He received his Ph.D. degree in the field of media and network technologies from Hokkaido University, Japan, in 2018. He was a Research Fellow of Japan Society for the Promotion of Science (JSPS) from 2017 to 2019. In 2019, he moved to University of Hyogo as an assistant professor. He is currently an associate professor in Hokkaido University. His research interests include the theoretical and numerical studies of optical fibers and photonic circuits using the coupled mode theory and the finite element method. He is a member of the Institute of Electronics, Information, and Communication Engineers (IEICE), the Japan Society of Applied Physics (JSAP), Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), and the Optical Society of America (OSA). He is also a chair in IEEE Sapporo Young Professionals (YP) Affinity Group.

• 姓

  佐藤, Sato

• 名

  孝憲, Takanori

• ID各種

  AAF-8645-2019, 201801000283090092

対象リソース

https://ts.ist.hokudai.ac.jp/prof/
https://ts.ist.hokudai.ac.jp/prof/eng/

業績リスト

研究キーワード

• RoF通信   光ファイバ   全光信号処理   光エレクトロニクス   光デバイス   非線形光学   シリコンフォトニクス   光集積回路   有限要素法   フォトニック結晶   

経歴

• 2020年04月 - 現在 北海道大学 大学院情報科学研究院 准教授
• 2019年04月 - 2020年03月 兵庫県立大学 工学研究科 助教
• 2018年04月 - 2019年03月 日本学術振興会 特別研究員(PD)
• 2016年04月 - 2019年03月 北海学園大学 工学部 非常勤講師
• 2017年04月 - 2018年03月 日本学術振興会 特別研究員(DC2)

委員歴

• 2024年01月 - 現在   IEEE札幌支部   役員
• 2023年12月 - 現在   電子情報通信学会 光通信インフラの飛躍的な高度化に関する特別研究専門委員会(EXAT)   専門委員
• 2023年11月 - 現在   Optoelectronics and Communications Conference / International Conference on Photonics in Switching and Computing 2025 (OECC/PSC 2025)   運営委員会 会場委員
• 2023年04月 - 現在   電子情報通信学会 北海道支部   支部委員   https://www.ieice.org/hokkaido/?page_id=1215

受賞

• 2023年03月 電子情報通信学会 学術奨励賞
   

  受賞者: 佐藤孝憲
• 2018年09月 電子情報通信学会 エレクトロニクスソサイエティ学生奨励賞
   

  受賞者: 佐藤孝憲
• 2018年03月 電子情報通信学会北海道支部 平成29年度北海道支部学生奨励賞
   

  受賞者: 佐藤孝憲
• 2016年02月 The 2015 IEEE Sapporo Section Encouragement Award
   

  受賞者: 佐藤孝憲

論文

• Broadband design of silica-PLC mode-dependent-loss equalizer for 2LP-mode transmission systems

  Takanori Sato, Masaki Wada, Takayoshi Mori, Taiji Sakamoto, Ryota Imada, Takashi Matsui, Kazuhide Nakajima, Kunimasa Saitoh

  Optics Express 2023年11月20日
• Investigation of double-cladding heterogeneous step-index 2LP-mode multicore fiber with a two-ring layout

  Zheyu Zhao, Takanori Sato, Takeshi Fujisawa, Taro Iwaya, Yuto Sagae, Taiji Sakamoto, Takashi Matsui, Kazuhide Nakajima, Kunimasa Saitoh

  Journal of the Optical Society of America B 2023年10月01日
• Bayesian design of mosaic-based mode multiplexers for various wavelength bands

  Takeshi Fujisawa, Takuya Mitarai, Takuya Okimoto, Naoya Kono, Naoki Fujiwara, Takanori Sato, Hideki Yagi, Kunimasa Saitoh

  Optics Express 31 16 26842 - 26842 2023年07月27日 [査読有り][通常論文]
   

  Ultracompact mode multiplexers based on mosaic structure for various wavelength bands designed by Bayesian technique are investigated. C-, O-, and C + O band, TE₀-TE₁ 2-mode multiplexers can be designed with the same footprint, by only changing the mosaic-pattern, showing the great flexibility of mosaic-based devices. Bayesian direct binary search method is used for the design, and it is demonstrated that the Bayesian technique is superior to conventional design method in terms of the best-structure search for the same number of iterations. The designed devices are fabricated for Si-waveguide platform, and the proof-of-concept results are obtained. These results indicate that the mosaic-based devices are promising candidates for future compact optical transceivers.
• Design of silica-PLC LP11 mode rotator based on adiabatic mode conversion

  Takanori Sato, Takeshi Fujisawa, Masaki Wada, Takayoshi Mori, Taiji Sakamoto, Ryota Imada, Takashi Matsui, Kazuhide Nakajima, Kunimasa Saitoh

  Optics Express 2023年07月17日
• Weakly Coupled Homogeneous 3-Mode 4-Core Fiber With Standard Cladding Diameter

  Yuto Sagae, Takashi Matsui, Takayoshi Mori, Taiji Sakamoto, Taro Iwaya, Takanori Sato, Kunimasa Saitoh, Kazuhide Nakajima

  Journal of Lightwave Technology 2023年06月15日
• Investigation of heterogeneous step-index 2LP-mode multi-core fibers based on a two-ring layout with standard cladding diameter

  Zheyu Zhao, Yizhou Wang, Takanori Sato, Takeshi Fujisawa, Kunimasa Saitoh

  OPTICS CONTINUUM 2 5 1137 - 1147 2023年05月 

  The numerical results of the step-index 2LP-mode 6-core and 8-core multi-core fibers (MCFs) with 125-mu m cladding diameter and two-ring layout for C-band, show that the crosstalk less than -51 and -35 dB/km can be obtained respectively. It is revealed that the two-ring layout is adapted for improving the crosstalk and critical bending radius, also effective for few-mode MCFs as well as single-mode MCFs.(c) 2023 Optica Publishing Group under the terms of the Optica Open Access Publishing Agreement
• Mode converter using bent and twisted coupled-multicore fibers for group delay spread reduction

  Takanori Sato, Kazushi Homma, Takeshi Fujisawa, Yuto Sagae, Taiji Sakamoto, Takashi Matsui, Kazuhide Nakajima, Kunimasa Saitoh

  Optical Fiber Technology 2023年05月
• 6-mode and 10-mode photonic lantern mode multi/demultiplexers based on silica planar lightwave circuit

  Han Wang, Takeshi Fujisawa, Takanori Sato, Takayoshi Mori, Taiji Sakamoto, Yoko Yamashita, Ryota Imada, Kazuhide Nakajima, Kunimasa Saitoh

  OPTICS COMMUNICATIONS 529 2023年02月 

  We propose a 6-mode and 10-mode photonic lantern mode multiplexer based on two-and three-layer silica planar lightwave circuitry, respectively. The 6-mode multiplexer has transmission greater than -0.19 dB at a wavelength of 1550 nm for the E11, E21, E12, E22, E31, and E13 modes. The 10-mode multiplexer is designed to only excite selected modes (E11, E21, E12, E22, E31, E13, E32, E23, E41, and E14 modes), used for fiber transmission. Each mode has transmission greater than -1.15 dB, at a wavelength of 1550 nm.
• Electro-optic Modulator with Tunable Multimode Interference Couplers Based on LiNbO$_{3}$ Waveguides and Optical Single-Sideband Modulation

  Shotaro Yasumori, Takanori Sato, Keita Morimoto, Tadashi Kawai, Akira Enokihara, Shinya Nakajima, Atsushi Kanno

  Journal of Lightwave Technology 2023年
• Mach-Zehnder Electro-optic Modulator with Multimode Interference Couplers of LiNbO3Waveguides for Single Sideband Modulation

  Shotaro Yasumori, Anna Hirai, Takanori Sato, Keita Morimoto, Tadashi Kawai, Akira Enokihara, Shinya Nakajima, Atsushi Kanno

  2022 IEEE International Topical Meeting on Microwave Photonics, MWP 2022 - Proceedings 2022年10月 [査読有り][通常論文]
   

  We designed and evaluated 1×2 and 2×2 optical couplers using multimode interference (MMI) optical waveguides of Ti-diffused LiNbO3. A Mach-Zehnder electrooptic modulator (MZM) designed using those two MMI couplers as an optical power splitter and combiner was fabricated. Optical intensity modulation was achieved with a 50 dB extinction ratio. And the experimental results showed that the 2 ×2 MMI optical coupler could provide nearly equal power division with a 90° phase difference as a 90° hybrid. Next, we applied the MZM structure to the single sideband (SSB) modulation. 10 GHz microwave signals of 90° phase difference were fed to the modulation electrodes on the two arms of the MZM. The SSB modulation operation was confirmed from output light spectra, and the sideband suppression ratio of 39 dB was observed by miner adjustment of the optical phase bias.
• Proposal of mosaic-based 2 × 2 3-dB couplers for prospective on-chip communication in mid-infrared wavelengths around 2.1  µm

  Taichi Muratsubaki, Takeshi Fujisawa, Takanori Sato, Kunimasa Saitoh

  Journal of the Optical Society of America B 39 9 2522 - 2522 2022年09月01日 [査読有り]
   

  We propose two types of mosaic-based 3-dB couplers for wavelengths around 2.1 µm. For type I, the proposed device provides excess loss of dB and imbalance of over the wavelength range from 2.06 to 2.14 µm. Compared with the standard multimode-interference-based 3-dB coupler, the imbalance is improved by . For type II, coupling length in the multimode-interference region is about three times shorter than the one based on multimode-interference theory. It provides excess loss of and imbalance of over the wavelength range from 2.06 to 2.14 µm. Both proposed devices show high fabrication tolerance to hole diameter variation. Especially for type II, the fabrication-tolerant direct binary search was effective to obtain such a structure. These mosaic-based 3-dB couplers will play an important role in highly integrated photonic circuits.
• An electro-optic full adder designed with coupled Si ring resonators for highly dense integration

  Takanori Sato, Akira Enokihara

  Results in Optics 8 100230 - 100230 2022年08月 [査読有り]
  
• Mach-Zehnder Optical Modulator Integrated with Tunable Multimode Interference Coupler of Ti:LiNbO3Waveguides for Controlling Modulation Extinction Ratio

  Anna Hirai, Yuichi Matsumoto, Takanori Sato, Tadashi Kawai, Akira Enokihara, Shinya Nakajima, Atsushi Kanno, Naokatsu Yamamoto

  IEICE Transactions on Electronics E105.C 8 385 - 388 2022年08月 [査読有り]
   

  A Mach-Zehnder optical modulator with the tunable multimode interference coupler was fabricated using Ti-diffused LiNbO3. The modulation extinction ratio could be voltage controlled to maximize up to 50 dB by tuning the coupler. Optical single-sideband modulation was also achieved with a sideband suppression ratio of more than 30 dB.
• Comparison of Scalar and Vector WFM Method Through the Design of High-Δ Waveguide Lenses

  Yusuke Sawada, Takeshi Fujisawa, Takanori Sato, Kunimasa Saitoh

  IEEE Photonics Technology Letters 34 10 533 - 536 2022年05月15日 [査読有り]
  
• A Novel Algorithm of Wavefront-Matching Method for Stable and Efficient Design of Si Waveguides

  Yusuke Sawada, Takeshi Fujisawa, Takanori Sato, Kunimasa Saitoh

  IEEE Photonics Technology Letters 34 7 359 - 362 2022年04月01日 [査読有り]
  
• Direct-binary-search algorithm for fabrication-tolerant photonic-crystal-like subwavelength structures and its application to a four-mode waveguide crossing in 2 μm waveband

  Taichi Muratsubaki, Takeshi Fujisawa, Yusuke Sawada, Takanori Sato, Kunimasa Saitoh

  Japanese Journal of Applied Physics 61 4 042003 - 042003 2022年04月01日 [査読有り]
   

  Abstract A novel direct-binary-search algorithm for the design of fabrication-tolerant photonic-crystal-like subwavelength structures is proposed. In the proposed method, structures based on holes with different diameters are considered to enhance the device performance under diameter variation. The usefulness of the proposed method is demonstrated through the design of a fabrication-tolerant four-mode waveguide crossing in the 2 μm waveband. With the proposed method, the transmission of TE3 mode is increased by 4.9% (for diameter of 130 nm) and 9.5% (for diameter of 150 nm) on average of 15 samples, compared with the conventional direct-binary-search method. The designed device provides insertion losses of <0.87 dB and crosstalks of <−24 dB in spite of diameter variations of ±10 nm from the ideal diameter.
• A novel MIMO signal detection method using Hamiltonian Monte Carlo approach

  K. Matsumura, J. Hagiwara, T. Nishimura, T. Ohgane, Y. Ogawa, T. Sato

  Proc. of The 24th International Symposium On Wireless Personal Multimedia Communications (WPMC 2021) 2021年12月 [査読有り][通常論文]
  
• Design of Resonant-Characteristics-Monitorable Si Wavelength Filter Using Face-To-Face Loop Mirrors for Heterogeneous Integrated Tunable Lasers

  T. Sato, T. Fujisawa, T. Mitarai, T. Hiratani, T. Okimoto, T. Ishikawa, N. Kono, N. Fujiwara, H. Yagi, K. Saitoh

  Proc. of IEEE International Conference on Group IV Photonics (GFP2021) 2021年12月 [査読有り][通常論文]
  
• Switchable mode converter for four-mode MDM system assisted by passive mode controlling device designed by wavefront matching method

  Y. Sawada, T. Fujisawa, T. Sato, K. Saitoh

  Proc. of The 26th Microoptics Conference (MOC 2021) 2021年09月 [査読有り][通常論文]
  
• Optical multimode interference couplers of Ti:LiNbO3 waveguides and electrical tuning of power splitting ratio

  Anna Hirai, Yuichi Matsumoto, Takanori Sato, Tadashi Kawai, Akira Enokihara, Shinya Nakajima, Naokatsu Yamamoto

  Optics Communications 501 127325 - 127325 2021年08月 [査読有り][通常論文]
  
• Broadband silicon four-mode multi/demultiplexer designed by a wavefront matching method

  Yusuke Sawada, Takeshi Fujisawa, Takanori Sato, Kunimasa Saitoh

  Optics Express 29 17 27322 - 27331 2021年08月 [査読有り][通常論文]
  
• Fabrication-Tolerant Four-Mode Waveguide Crossing Based on PhC-like Subwavelength Structures at 2 μm

  T. Muratsubaki, T. Fujisawa, Y. Sawada, T. Sato, K. Saitoh

  Proc. of Advanced Photonics Congress (APC 2021) 2021年07月 [査読有り][通常論文]
  
• Experimental demonstration of broadband silicon 4-mode (de)multiplexer designed by wavefront-matching method

  Y. Sawada, T, Fujisawa, T. Sato, K. Saitoh

  Proc. of Optical Fiber Communication Conference (OFC 2021) 2021年06月 [査読有り][通常論文]
  
• Ultrasmall O-band CWDM 4λ MUX based on Mosaic Structure for Dense Optical Interconnects

  K. Nakamura, T. Fujisawa, Y. Sawada, T. Sato, K. Saitoh

  Proc. of Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO 2021) 2021年05月 [査読有り][通常論文]
  
• High-tolerance CWDM4 wavelength multiplexer based on 2×2/2×1 MZ filters with polarization multiplexing

  Kodai Nakamura, Takeshi Fujisawa, Takanori Sato, Kunimasa Saitoh

  IEICE Electronics Express 18 8 20210110 - 20210110 2021年04月 [査読有り][通常論文]
  
• Downlink Channel Estimation Based on Multipath Separation in an FDD MIMO System

  Shiori Tosaka, Toshihiko Nishimura, Takeo Ohgane, Yasutaka Ogawa, Junichiro Hagiwara, Takanori Sato

  PROCEEDINGS OF IEEE VTS APWCS 2021: 2021 17TH IEEE VTS ASIA PACIFIC WIRELESS COMMUNICATIONS SYMPOSIUM (APWCS) 2021年 

  Although TDD has been mainly considered for massive MIMO systems, many traditional systems have been operating in FDD, and FDD may generally be more effective for delay-sensitive applications. In this paper, we present downlink channel acquisition with a few pilot symbols. At a base station (BS), we estimate delays and angles-of-arrival (AOAs) of multipath components using a compressed sensing technique. The BS transmits pilot symbols from a single antenna or two, and user equipment (UE) feeds back the downlink channels to the BS. Using the delays, AOAs, and the downlink channels fed back from the UE, we estimate all the remaining downlink channels. It is shown that the proposed method reveals excellent downlink channel estimation performance.
• A consideration on accuracy improvement in DOA estimation of two targets with deep learning

  Y. Kase, T. Nishimura, T. Ohgane, Y. Ogawa, T. Sato, D. Kitayama, Y. Kishiyama

  Proc. of The 2020 International Conference on Emerging Technologies for Communications (ICETC 2020) 2020年12月 [査読有り][通常論文]
  
• A preliminary study on behavior of GaBP messages in massive MIMO signal detection

  D. A. Ando, T. Nishimura, T. Ohgane, Y. Ogawa, J. Hagiwara, T. Sato

  Proc. of The 2020 International Conference on Emerging Technologies for Communications (ICETC 2020) 2020年12月 [査読有り][通常論文]
  
• Design and fabrication of MMI optical coupler using Ti-diffused lithium niobate waveguides

  A. Hirai, T. Sato, T. Kawai, A. Enokihara, S. Nakajima, N. Yamamoto

  Proc. of The 2020 International Topical Meeting on Microwave Photonics (MWP 2020) 2020年11月 [査読有り][通常論文]
  
• Electro-Optic Modulator for Compensation of Third-Order Intermodulation Distortion Using Frequency Chirp Modulation

  Daichi Furubayashi, Yuta Kashiwagi, Takanori Sato, Tadashi Kawai, Akira Enokihara, Naokatsu Yamamoto, Tetsuya Kawanishi

  IEICE Transactions on Electronics E103.C 11 653 - 660 2020年11月 [査読有り][通常論文]
  
• Control of Group Delay Spread in Randomly-Coupled Multicore Fibers

  K. Saitoh, T. Fujisawa, T. Sato

  Proc. of The 24th Microoptics Conference (MOC 2019) 2020年10月 [査読無し][招待有り]
  
• Nonreciprocity enhancement of graphene-on-Si waveguide using one-dimensional photonic crystal

  K. Nakamura, T. Sato, T. Fujisawa, K. Saitoh

  Proc. of Optoelectronics and Communications Conference (OECC 2020) 2019年11月 [査読有り][通常論文]
  
• Ultrasmall design of a universal linear circuit based on microring resonators

  Takanori Sato, Akira Enokihara

  Optics Express 27 23 33005 - 33010 2019年11月 [査読有り][通常論文]
  
• Cladding diameter dependence of inter-core crosstalk in heterogeneous multicore fibers

  K. Nishimura, T. Sato, T. Fujisawa, Y. Amma, K. Takenaga, K. Aikawa, K. Saitoh

  Proc. of 24th Optoelectronics and Communications Conference / International Conference on Photonics in Switching and Computing 2019 (OECC/PSC 2019) 2019年07月 [査読有り][通常論文]
  
• Ultra-robust design of mode (de)multiplexer based on asymmetrical directional coupler using wire and one-side rib waveguides

  T. Sato, T. Fujisawa, K. Saitoh

  Proc. of 24th Optoelectronics and Communications Conference / International Conference on Photonics in Switching and Computing 2019 (OECC/PSC 2019) 2019年07月 [査読有り][通常論文]
  
• Simple GDS estimation method for coupled multicore fibers with various core layouts

  Y. Yasui, K. Yoshida, T. Sato, T. Fujisawa, T. Sakamoto, T. Matsui, K. Tsujikawa, K. Nakajima, K. Saitoh

  Proc. of International Symposium on Extremely Advanced Transmission Technologies (EXAT 2019 2019年05月 [査読有り][通常論文]
  
• Optimum index profile of few-mode coupled multicore fibers for reducing the group delay spread

  Kazuki Yoshida, Takeshi Fujisawa, Takanori Sato, Kunimasa Saitoh

  Optics Express 27 11 16281 - 16295 2019年05月 [査読有り][通常論文]
  
• Low-loss and fabrication-tolerant Si four-wavelength multiplexer using higher-order mode for 100/400GbE

  J. Takano, T. Fujisawa, T. Sato, Y. Sawada, T. Sakamoto, T. Matsui, K. Tsujikawa, K. Nakajima, K. Saitoh

  Proc. of Optical Fiber Communication Conference (OFC 2019) 2019年03月 [査読有り][通常論文]
  
• First experimental demonstration of wavefront-matching-method-designed silicon mode converters

  Y. Sawada, T. Fujisawa, T. Sato, K. Saitoh

  Proc. of Optical Fiber Communication Conference (OFC 2019) 2019年03月 [査読有り][通常論文]
  
• CMOS-compatible Si-wire polarization beam splitter based on wavelength-insensitive coupler

  Yusuke Sawada, Takeshi Fujisawa, Takanori Sato, Kunimasa Saitoh

  IEICE Electronics Express 16 8 20181126 - 20181126 2019年02月 [査読有り][通常論文]
  
• All-Optical Diode Suppressing Broadband Backward Transmission Using Single- and Four-Port Photonic Crystal Cavities

  Takanori Sato, Takeshi Fujisawa, Kunimasa Saitoh

  IEEE Photonics Journal 11 1 4900214 - 4900214 2018年12月 [査読有り][通常論文]
  
• GeSn/SiGeSn multiple-quantum-well electroabsorption modulator with taper coupler for mid-infrared Ge-on-Si platform

  Minami Akie, Takeshi Fujisawa, Takanori Sato, Masakazu Arai, Kunimasa Saitoh

  IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics 24 6 3400208 - 3400208 2018年11月 [査読有り][通常論文]
  
• Suppression of group-delay spread in coupled two-LP-mode four-core fiber

  T. Sato, K. Yoshida, T. Fujisawa, T. Sakamoto, T. Matsui, K. Tsujikawa, K. Nakajima, K. Saitoh

  Proc. of IEEE Photonics Conference (IPC 2018) 2018年10月 [査読有り][通常論文]
  
• Development of the Wavefront Matching Method Based on the 3-D Finite-Element Method and Its Application to Si-wire Mode Converters

  Yusuke Sawada, Takanori Sato, Takeshi Fujisawa, Kunimasa Saitoh

  Journal of Lightwave Technology 36 17 3652 - 3659 2018年09月 [査読有り][通常論文]
  
• Erratum: Full-vector finite-element beam propagation method for helicoidal waveguides and its application to twisted photonic crystal fibers

  Takeshi Fujisawa, Takanori Sato, Kunimasa Saitoh

  Journal of Lightwave Technology 36 18 4211 - 4212 2018年09月 [査読有り][通常論文]
  
• A broadband silicon two-mode multiplexer designed by wavefront matching method

  Y. Sawada, T. Sato, T. Fujisawa, K. Saitoh

  Proc. of OptoElectronics and Communications Conference (OECC 2018) 2018年07月 [査読有り][通常論文]
  
• Proposal of Si four-wavelength multiplexer using higher-order mode for 100GbE

  J. Takano, T. Sato, Y. Sawada, T. Fujisawa, T. Sakamoto, T. Matsui, K. Tsujikawa, K. Nakajima, K. Saitoh

  Proc. of OptoElectronics and Communications Conference (OECC 2018) 2018年07月 [査読有り][通常論文]
  
• Novel all-optical diode based on single-port and four-port photonic crystal cavities

  T. Sato, T. Fujisawa, K. Saitoh

  Proc. of OptoElectronics and Communications Conference (OECC 2018) 2018年07月 [査読有り][通常論文]
  
• Beam propagation analysis of optical activity and circular dichroism in helically twisted photonic crystal fiber

  Sota Nakano, Takeshi Fujisawa, Takanori Sato, Kunimasa Saitoh

  Japanese Journal of Applied Physics 57 8S2 08PF06 - 08PF06 2018年07月 [査読有り][通常論文]
  
• Design of a high-forward-transmission all-optical diode based on cascaded side-coupled photonic crystal cavities

  Takanori Sato, Takeshi Fujisawa, Kunimasa Saitoh

  Journal of the Optical Society of America B: Optical Physics 34 12 2493 - 2500 2017年12月 [査読有り][通常論文]
  
• Coiling size dependence of group delay spread in coupled multicore fibers without intentional twisting

  Kunimasa Saitoh, Takeshi Fujisawa, Takanori Sato

  Journal of Lightwave Technology 35 20 4559 - 4566 2017年10月 [査読有り][通常論文]
  
• Group delay spread analysis of few-mode, coupled 3-core fibres: Optimum index profile and maximum transmission distance for strong coupling regime

  K. Yoshida, T. Fujisawa, T. Sato, K. Saitoh

  Proc. of European Conference on Optical Communications (ECOC 2017) 2017年09月 [査読有り][通常論文]
  
• High-forward-transmission all-optical diode based on cascaded L3 photonic crystal cavities

  T. Sato, T. Fujisawa, K. Saitoh

  Proc. of The 24th Congress of International Commission for Optics (ICO-24) 2017年08月 [査読有り][通常論文]
  
• A compact and low-loss GeSn electroabsorption modulator using vertical multimode interference for mid-infrared Ge-on-Si platform

  M. Akie, T. Sato, M. Arai, T. Fujisawa, K. Saitoh

  Proc. of 2017 Conference on Lasers and Electro-Optics Pacific Rim (CLEO-PR 2017) 2017年07月 [査読有り][通常論文]
  
• Design and analysis of weakly- and strongly-coupled multicore fibers

  K. Saitoh, T. Fujisawa, T. Sato

  Proc. of Photonic Networks and Devices in Proceedings Advanced Photonics 2017 (IPR, NOMA, Sensors, Networks, SPPCom, PS) 2017年07月 [査読無し][招待有り]
  
• Full-vector finite-element beam propagation method for helicoidal waveguides and its application to twisted photonic crystal fibers

  Takeshi Fujisawa, Takanori Sato, Kunimasa Saitoh

  Journal of Lightwave Technology 35 14 2894 - 2901 2017年07月 [査読有り][通常論文]
  
• Highly efficient GeSn electroabsorprtion modulator using higher-order-mode for mid-infrared Ge-on-Si platform

  T. Sato, M. Akie, M. Arai, T. Fujisawa, K. Saitoh

  Proc. of Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO 2017) 2017年05月 [査読有り][通常論文]
  
• Low-loss, compact, and fabrication-tolerant Si-wire 90° waveguide bend using clothoid and normal curves for large scale photonic integrated circuits

  Takeshi Fujisawa, Shuntaro Makino, Takanori Sato, Kunimasa Saitoh

  Optics Express 25 8 9150 - 9159 2017年04月 [査読有り][通常論文]
  
• Ultimately low-loss and compact Si wire 90° waveguide bend composed of clothoid and normal curves for dense optical interconnect PICs

  S. Makino, M. Suga, T. Sato, T. Fujisawa, K. Saitoh

  Proc. of Optical Fiber Communication Conference (OFC 2017) 2017年03月 [査読有り][通常論文]
  
• A simple design method of reflection-suppressed photonic crystal cavity with asymmetric waveguides

  T. Sato, S. Makino, T. Fujisawa, K. Saitoh

  Proc. of IEEE Photonics Conference (IPC 2016) 2016年10月 [査読有り][通常論文]
  
• Design of a reflection-suppressed all-optical diode based on asymmetric L-shaped nonlinear photonic crystal cavity

  Takanori Sato, Shuntaro Makino, Takeshi Fujisawa, Kunimasa Saitoh

  Journal of the Optical Society of America B: Optical Physics 33 1 54 - 61 2016年01月 [査読有り][通常論文]
  
• Three-dimensional finite-element time-domain beam propagation method and its application to 1-D photonic crystal-coupled resonator optical waveguide

  Shuntaro Makino, Takanori Sato, Yuhei Ishizaka, Takeshi Fujisawa, Kunimasa Saitoh

  Journal of Lightwave Technology 33 18 3836 - 3842 2015年09月 [査読有り][通常論文]
  
• A rigorous definition of nonlinear parameter γ and effective area Aeff for photonic crystal optical waveguides

  Takanori Sato, Shuntaro Makino, Yuhei Ishizaka, Takeshi Fujisawa, Kunimasa Saitoh

  Journal of the Optical Society of America B: Optical Physics 32 6 1245 - 1251 2015年06月 [査読有り][通常論文]
  
• Three-dimensional finite-element mode-solver for nonlinear periodic optical waveguides and its application to photonic crystal waveguides

  Takanori Sato, Shuntaro Makino, Yuhei Ishizaka, Takeshi Fujisawa, Kunimasa Saitoh

  Journal of Lightwave Technology 32 21 3409 - 3417 2014年11月 [査読有り][通常論文]
  
• Investigation of nonlinear characteristics in a 1-D slotted photonic crystal coupled resonator optical waveguide with modulated mode-gap

  T. Sato, S. Makino, Y. Ishizaka, K. Saitoh

  Proc. of 2014 OptoElectronics and Communication Conference and Australian Conference in Optical Fibre Technology (OECC/ACOFT 2014) 2014年07月 [査読有り][通常論文]
  

MISC

• エレクトロニクスとフォトニクスの融合を目指した光通信・光演算技術の研究開発

  佐藤 孝憲 NET JOURNAL 75 (75) 2022年02月
• エレクトロニクスとフォトニクスの融合を目指して

  佐藤 孝憲 北海道大学大学院情報科学院 広報誌 IST NEWS (62) 2020年10月

書籍等出版物

• 電子情報通信学会誌 特集 6Gがひらく2030年の超スマート社会

  西村 寿彦, 佐藤 孝憲, 小川 恭孝, 大鐘 武雄 (担当:分担執筆範囲:超スマート化社会を支えるICTの更なる進化「2-12 光の領域と融合する無線通信」)
  一般社団法人 電子情報通信学会 2021年05月

講演・口頭発表等

• モード分割多重伝送のための導波路型モード制御デバイスの最新成果  [招待講演]

  佐藤 孝憲

  光通信インフラの飛躍的高度化に関するシンポジウム -EXAT研究活動開15年の節目を迎えて- 2023年12月 口頭発表（招待・特別）
• 電子デバイスと光デバイスの融合に向けて  [招待講演]

  佐藤 孝憲

  第8回北大・部局横断シンポジウム 2022年10月 ポスター発表
• Siフォトニクスを用いたアナログRoF信号のMIMO処理デバイス  [通常講演]

  佐藤 孝憲

  第21回 国際ナノテクノロジー総合展・技術会議 (nano tech 2022) 2022年01月 シンポジウム・ワークショップパネル（公募）
• Optical MIMO Signal Processing Based on Planar Lightwave Circuit  [招待講演]

  T. Sato

  4th International Workshop on Photonics applied to Electromagnetic Measurements in Sapporo (PEM2021) 2021年11月 口頭発表（招待・特別）
• Silicon Photonics for Optical Processing Unit  [招待講演]

  Takanori Sato

  The 1st Hokkaido Young Professionals Workshop 2021年10月 口頭発表（基調）
• 電子デバイスと光デバイスの融合に向けて  [招待講演]

  佐藤 孝憲

  第7回北大・部局横断シンポジウム 2021年10月 その他
• シリコン光演算回路の研究動向  [招待講演]

  佐藤 孝憲

  IEEE 札幌支部 学術講演会 2020年12月 口頭発表（招待・特別）
• 電子デバイスの限界を光で突破できるか  [招待講演]

  佐藤 孝憲

  第6回北大・部局横断シンポジウム 2020年10月 その他
• シリコンリング共振器を用いた位相シフタとパワーディバイダの試作評価  [通常講演]

  佐藤 孝憲, 榎原 晃

  2020年電子情報通信学会ソサイエティ大会 2020年09月
• シリコンリング共振器を用いた光演算回路の飛躍的な演算次数増大に向けた検討  [通常講演]

  佐藤 孝憲, 榎原 晃

  2020年電子情報通信学会総合大会 2020年03月
• 90°曲がりSi細線導波路の円筒座標系に基づくビーム伝搬法解析  [通常講演]

  佐藤 孝憲, 藤澤 剛, 齊藤 晋聖

  2019年電子情報通信学会ソサイエティ大会 2019年09月 口頭発表（一般） 大阪
• 空間モード制御光デバイスにおける分散特性評価に関する検討  [通常講演]

  佐藤孝憲, 澤田祐甫, 藤澤剛, 齊藤晋聖

  2018年電子情報通信学会ソサイエティ大会 2018年09月 口頭発表（一般） 石川
• 1次元フォトニック結晶光導波路を用いたフォトニックバンド内遷移に基づく光アイソレータの検討  [通常講演]

  佐藤孝憲, 藤澤剛, 齊藤晋聖

  2018年電子情報通信学会総合大会 2018年03月 口頭発表（一般） 東京
• カスケード接続したサイドカップル型Siフォトニック結晶共振器の応用―アドドロップフィルタと全光ダイオード―  [通常講演]

  佐藤孝憲, 藤澤剛, 齊藤晋聖

  電子情報通信学会集積光デバイスと応用技術研究会 (IPDA) 2017年11月 口頭発表（一般） 石川
• クロソイド曲線を用いた低損失かつ小型なシリコン細線90°曲がり導波路の作製  [通常講演]

  佐藤孝憲, 菅将大, 牧野俊太郎, 藤澤剛, 齊藤晋聖

  2017年電子情報通信学会総合大会 2017年03月 口頭発表（一般） 愛知
• 非対称非線形L字型フォトニック結晶共振器を用いた全光ダイオードにおける反射光の抑圧に関する検討  [通常講演]

  佐藤孝憲, 牧野俊太郎, 藤澤剛, 齊藤晋聖

  電子情報通信学会光エレクトロニクス研究会 (OPE) 2015年10月 口頭発表（一般） 大分
• 周期構造光導波路における非線形定数 γ の算出法に関する検討  [通常講演]

  佐藤孝憲, 牧野俊太郎, 石坂雄平, 藤澤剛, 齊藤晋聖

  2015年電子情報通信学会総合大会 2015年03月 口頭発表（一般） 滋賀
• フォトニック結晶結合共振器型光導波路の非線形特性調査  [通常講演]

  佐藤孝憲, 牧野俊太郎, 石坂雄平, 齊藤晋聖

  電子情報通信学会マイクロ波・ミリ波フォトニクス研究会 (MWP) 2014年04月 口頭発表（一般） 北海道
• 3次元有限要素モードソルバによる1-D PC-CROWの非線形特性調査  [通常講演]

  佐藤孝憲, 牧野俊太郎, 石坂雄平, 齊藤晋聖

  2014年電子情報通信学会総合大会 2014年03月 口頭発表（一般） 新潟

共同研究・競争的資金等の研究課題

• 光位相制御技術を用いたアナログRoF信号のMIMO信号処理デバイスの開発

  日本学術振興会：科学研究費助成事業 若手研究

  研究期間 : 2022年04月 -2025年03月 

  代表者 : 佐藤 孝憲
• 多モード干渉光導波路構造を用いた高機能な電気光学素子の研究開発

  日本学術振興会：科学研究費助成事業 基盤研究(C)

  研究期間 : 2020年04月 -2024年03月 

  代表者 : 榎原 晃, 佐藤 孝憲
• 高密度集積可能なオンチップ光演算回路の開発

  日本学術振興会：科学研究費助成事業 若手研究

  研究期間 : 2019年04月 -2022年03月 

  代表者 : 佐藤 孝憲

   

  本研究では、既存の電子デバイス性能の限界を突破し得る要素技術の1つとして「光演算プロセッサ」に着目し、光で演算を行う行列積演算回路と光全加算器の設計・開発に取り組んできた。 令和元年度は初期検討として、簡易な構造により素子を小型化できるシリコンリング共振器を用いた行列積演算回路を設計した。3×3ユニタリ行列積演算が可能であることを示し、数値解析結果より良好な特性が得られることを確認した。一般的なシリコンリング共振器では、1つのリングにバス導波路とアクセス導波路を接続するのに対して、2つのリングを結合させたシリコンリング共振器を用いることで、透過帯域をフラットにするだけではなく、多入力・多出力の光配線レイアウトの簡素化に成功している。また、直線導波路に対して熱や電圧を加えるタイプの位相シフタやマッハツェンダ干渉計を用いた従来のデバイスよりも、1/10から1/100程度まで小型化可能であることを明らかにした。一般に、回路構成に共振器を用いることにより、デバイスサイズと遅延のトレードオフが生じることが問題視されているが、Q値が800程度のゆるやかな共振ピークを持つリング共振器を2段に結合した場合、共振器通過時の遅延（出力が定常状態となるまでの時間）が5ps程度となり、実用上問題ないことを確認した。さらに、提案構造に用いられているシリコンリング共振器は、光全加算器の構成にも取り入れることが可能であり、現在その設計に取りかかっている。
• 全光信号処理のための超小型全光ダイオードの実現に向けた研究

  日本学術振興会：科学研究費助成事業 特別研究員奨励費

  研究期間 : 2017年04月 -2019年03月 

  代表者 : 佐藤 孝憲

   

  光通信機器における信号処理を全て光信号で行う「全光信号処理」を実現する全光デバイスは、デバイスの消費電力を３桁程度削減可能であるものとして期待されている。これまで、２０１０年には全光スイッチ、２０１２年には全光メモリが実験的に確認されたことで，世界的な注目を集めてきたが、光整流ダイオード（全光ダイオード）については、順方向透過率や整流特性、波長特性が乏しく、未だ実現が困難な状況である。そこで本研究では、優れた整流特性および高い実現可能性を有する全光ダイオードを設計開発することを目的として、フォトニック結晶共振器を用いたシリコン全光ダイオードの研究を進めてきた。 前年度までに、従来報告されてきた全光ダイオードと比較して、より実現性の高く、高い透過特性および整流特性を有するダイオードが実現可能であることを理論的に確認した。 ２年目となる本年度は、前年度設計した全光ダイオードを作製し、測定実験を行う予定であったが、フォトニック結晶デバイスを設計通りに作製することができず、ダイオード動作の実験実証までには至らなかった。具体的には、フォトニック結晶光共振器の入出力導波路部分に問題があり、空孔間隔や、曲げ導波路の配置を工夫して、シミュレーション通りの実験測定結果が得られない問題を回避した。現在、改めて設計デバイスのチップ作製を行っている最中であり、実際に実験測定のフェーズに入るのは次年度以降となる。