Свет — это самая быстрая материя по Вселенной. Если мы научимся управлять им — передавать и хранить информацию, совершать вычисления — мы достигнем максимально возможных скоростей.

Свет — это самая быстрая материя по Вселенной. Если мы научимся управлять им — передавать и хранить информацию, совершать вычисления — мы достигнем максимально возможных скоростей. Фотоны — это частицы света, его кванты.

Фотонные технологии используются для производства 35% всей продукции в мире. Лазер может резать и обрабатывать материалы, измерять длину предметов и анализировать уровень сахара в крови. Благодаря оптоволокну у нас есть интернет. На беспилотные автомобили ставят лидары, а в сельском хозяйстве применяют лазерные сепараторы зерна.

• В 1960-м году был изобретён лазер — это стало началом фотоники как области науки. Слово появилось в книге «Фотоника молекул красителей» академика А. Н. Теренина.

• В середине XX века передача данных с помощью электронов по электрическим кабелям достигла предела. Ситуацию спасли волоконно-оптические системы. Это привело к революции в области информационных технологий.

• До 2001 года фотоника была сконцентрирована на телекоммуникациях, а после — к ней стали относить лазерное производство, биологические и химические исследования, изменение климата и экологический мониторинг, медицинскую диагностику, технологию проекции и так далее.

• Передача данных. Электрический сигнал преобразуется в свет и отправляется по оптоволокну, а на другом конце — принимается и перекодируется обратно в электрический сигнал.

• Промышленность. Лазеры используют для обработки материалов, для диагностики и технических измерений (вспомните лазерный уровень), сварки и прошивки отверстий, поверхностного упрочнения металла, гравировки.

• Волоконно-оптический гироскоп. Первый беспилотный самолёт был построен на базе гироскопа, а смартфон меняет ориентацию экрана в зависимости от положения. В оптическом гироскопе лучи света запускают по оптоволокну, закрученному в катушку; один из лучей придёт раньше — и это позволят измерить изменения положения в 0,01 градуса.

• Морская разведка месторождений. Для исследования морского рельефа и составления карты его плотности, поиска залежей углеводородов используют гидроакустику: посылается сигнал, и его характеру можно узнать об объектах. Здесь также можно использовать оптоволокно — световод станет микрофоном и сенсором.

• Медицина. Фотонику используют для медицинской диагностики и терапии. Ещё одно направление — адресная доставка лекарственных препаратов в организм человека в специальных нанокапсулах.

• Переход от электроники к фотонике. Микропроцессоры имеют огромное количество транзисторов. Они греются и соединены большим количеством проводов, что ограничивает тактовую частоту. Выход — использовать фотоны вместо электронов.

• Сельское хозяйство. Лазерами обрабатывают зерновые культуры, с их помощью производят диагностику растений. Оптико-электронные приборы используют для контроля качества продукции.

• Квантовые вычисления. Мы уже писали о квантовых компьютерах, которые перестают быть фантастикой: Intel, IBM, Google стараются использовать эту технологию.

Рынок фотоники оценивался в 2019 году в $686 млрд, а к 2025 году он может перевалить за $1,08 триллиона.

• Nu Quantum, разрабатывающий оборудование для квантовой криптографии и квантового моделирования, привлёк ?2,1 млн в октябре этого года.

• Sense Photonics, разработчик решений для беспилотных автомобилей, неделю назад привлёк $6 млн, всего инвестиции в него составили $33,7млн.

• Ayar Labs получил $35 млн. Вместо электронной передачи данных в микропроцессорах он предлагает использовать свет – и это сможет усилить возможности компьютеров, в том числе в целях создания искусственного интеллекта.

Фотоника относится к «сквозным технологиям» — её можно применять в самых разных отраслях и в разных целях. Сейчас в России идёт отбор нового Центра компетенций Национальной технологической инициативы, который займётся устранением барьеров, внедрением новых прикладных технологий и стандартизацией в этой области.

Источник: t.me

Комментарии: