Технологическая платформа "Инновационные лазерные, оптические и оптоэлектронные технологии - фотоника" Стратегическая программа исследований (предварительная версия) (стр. 4 )

Рис.7

Запись изображений

На рынок принтеров выходит новое устройство - т. н. «печатающая щётка» («PrintBrush»), в котором струйная печать управляется фотонной системой на основе ИК лазерного диода. Эти устройства неминуемо заменят стандартные принтеры. Кроме того, появляются новые системы цифровой печати, использующие не специальные (и потому достаточно дорогие) чернила - как в струйном принтере и не специальный регистрирующий материал - как в ксерографии, а обычные дешёвые чернила и опять-таки лазерное управление. В результате спрос на лазерные источники излучения в этом секторе рынка сохраняется. Суммарный объём продаж лазеров составил здесь в 201г. 48 млн долл., на 2012г. прогнозируется сохранение этого уровня - 48 млн долл./год.

Рис.8

Развлечения и дисплеи

Покупатели в наши дни влюбились в мультимедийные планшетные устройства (портативные мультимедийные устройства?). Рост их продаж измеряется числом в 60% в год, от 17 млн штук, проданных в 2010г., к 175 млн, прогнозируемым на 2015 год. Но их массовое использование - это не только удовлетворение персональных прихотей, это и переход к массовому использованию компьютерных цифровых картинок в больших магазинах, ресторанах и т. п., куда приходят покупатели, привыкшие к таким картинкам. А отсюда - спрос на лазеры, с помощью которых эти картинки проецируют на различные поверхности.

Популярность лазерных шоу всё время растёт, без них не обходится ни один массовый концерт или вручение музыкальной премии, при этом мощность используемых лазеров всё время растёт - 12-ваттные «зелёные» Nd:YAG-источники уже не редкость.

Рис.9

В 2011г. объём продаж лазеров в этом секторе рынка составил 30,4 млн долл., в 2012г. ожидается рост на 9% - до 33 млн долл.

Лазеры для накачки

В 2012г. будет продано на 297 млн долл. лазерных источников излучения для накачки твердотельных и волоконных лазеров. Хотя исторически сложилось так, что число продаж диодов для накачки твердотельных лазеров (DPSS-источники) всегда было больше, чем для волоконных, но к 2014 году ситуация должна измениться на обратную.

Подчеркнем еще раз, что все вышеприведенные оценки относятся к рынку лазерных источников излучения, а не к полному лазерному рынку.

1.2. Фотоника в России: продукция, предприятия, наука

Российский рынок фотоники в основных его разделах можно оценить следующим образом:

1. Технологические лазерные установки. Сейчас выпускаются штучно или малыми сериями, маркеры – десятками. Отечественные производители предлагают рынку 213 моделей ЛТО. Объем закупок – около 4 млрд руб/год

2. Лазерные измерительно-диагностические приборы для промышленного производства (машиностроения, приборостроения, металлургии, химических производств и т. п.) Сейчас такие приборы выпускаются поштучно или очень малыми сериями, но отечественные производители предлагают около 180 моделей

3. Лазерная медицинская техника. Сейчас выпускается малыми сериями, используется только врачами-энтузиастами. Отечественные производители предлагают около 200 моделей, в год продают несколько сотен шт. не более, чем на 500 млн. руб. Отечественные аппараты не выигрывают тендеры при госзакупках, даже если превосходят зарубежные аналоги по параметру "цена-качество"

4. Лазерное оборудование для сельского хозяйства и ветеринарии. Сейчас в России систематического использования нет, хотя возможность получения существенно положительного эффекта многократно убедительно доказана и разработки мирового класса имеются. Производство этой техники в России практически отсутствует (выпускается 2-3 модели простейших ветеринарных аппаратов для биостимуляции) В мире с развитием этой техники активно борются транснациональные корпорации – поставщики хим. препаратов

5. Телекоммуникационное оборудование для оптической связи и обработки информации. В России разрабатывается и выпускается телекоммуникационное оборудование для волоконно-оптических систем дальней связи DWDM. Объем производства обеспечивает примерно 7% потребностей российского рынка DWDM систем. В небольших объемах выпускается оборудование для систем связи по открытому лучу.

6. Специальные лазерно-информационные системы, квантово-оптические системы геодезии и навигации наземного, морского, воздушного и космического базирования. В настоящее время изготавливаются для решения специальных задач – обнаружения объектов, задания направлений, измерения координат, определения эфемерид, высокоскоростной передачи информации между космическими аппаратами и т. п. Являются важнейшими составляющими элементами современного вооружения.

7. Оптоэлектронное оборудование для систем безопасности (охранные системы, системы идентификации личности, системы обнаружения следовых количеств взрывчатых и отравляющих веществ, обеспечения работы пограничных и таможенных служб, рыбнадзора, службы оперативного технологического и диспетчерского контроля и т. п.). Россия обладает большим научно-техническим заделом в этой области – в результате интенсивной работы по заказам спецслужб и наличия мощных научных школ – но сколько-нибудь массового производства нет

8. Лазерно-оптическое и оптоэлектронное оборудование для научных исследований – уникальные источники излучения контрольно-измерительное оборудование, анализаторы излучения и др. Выпускается малыми сериями или изготавливается поштучно "под заказ". Изготовители – научные центры (малые предприятия при них), основные покупатели – зарубежные университеты и научные центры. В силу высокой стоимости указанного оборудования стоимостной объем производства достаточно высок (для хай-тека России) - 5-10 млн долл/год

Оценочный объем производства перечисленных видов продукции составляет сейчас в России 4-5 млрд руб в год Перечень неполон – сюда не включены еще целый ряд перспективных секторов фотоники – производство лазерных источников излучения и светодиодной техники, систем экологического мониторинга, оптическая аналитическая аппаратура и др. Суммарный объем годового производства фотоники в России сегодня – не менее 8-10 млрд руб.

Если говорить о качественном уровне отечественной продукции фотоники, то из общего числа примерно в 2,5 тыс. моделей этой техники, выпускаемой российскими предприятиями, мировому уровню соответствует примерно 20-30% (зависит от вида оборудования).

Обновление номенклатуры идет очень быстрыми темпами (в среднем на 30% в год) и почти в каждом секторе есть примеры продукции, которая сама определяет высший мировой уровень в своей нише (волоконные лазеры, лазерные установки для маркировки и гравировки, аппараты для офтальмологии, лазерные гироскопы, приборы контроля дорожного движения, оборудование для связи по открытому лазерному лучу и др.)

Для иллюстрации приведем перечень нескольких отечественных разработок, вышедших на рынок в последние годы.

•  Высокоточная интегрированная лазерно-гироскопическая спутниково-навигационная система для комплектации пилотажно-навигационных комплексов гражданских самолетов (головной разработчик – ФГУП НИИ «Полюс»)

•  Система оптоэлектронного мониторинга атмосферы крупного промышленного центра «ACD – Лидар» (НПК "Системы прецизионного приборостроения").

•  Комбинированный детектор пикограммовых количеств веществ в конденсированных средах (растворах) с применением высокостабильного импульсного газового лазера (ВУ радиационной, химической и биологической защиты, ИВТ РАН, АК «ХИМПЭК»).

•  Комплекс оборудования скрытой атмосферной оптической линии передачи данных со скоростью передачи данных со скоростью передачи 100Мбит/с на дистанциях до 7км и 1Гбит/с на дистанциях до 400 м (000 «Мостком»)

•  Лазерно-акустические системы бесконтактного автоматического измерения размеров тел сложной геометрической формы (ФГУП "ВНИИОФИ").

•  Лазерный измеритель скорости и дальности ЛИСД-2 для регистрации нарушений скоростного режима на автодорогах (ФГУП НИИ «Полюс»)

•  Компактный лазерный диодный спектрометр для использования в системе экологического контроля и в научных исследованиях (ИОФ РАН)

•  Гамма компактных (40-1000 г.) твердотельных лазеров с диодной накачкой, излучающих в фиолетовой, зеленой, красной и ближней ИК областях спектра со средними мощностями излучения соответственно от 15 мВт до 1 Вт (НПФ «Лазер-Компакт»)

•  Лазерные измерители обеспечивающие бесконтактные высокоточные измерения расходов жидкостей (в. т.ч. агрессивных, вязких, полимеризующихся, кристаллизующися, абразивных и др.) в широком диапазоне – от 10-5 до 103 м3/час, а также контроль загрязнения таких жидкостей микрочастицами ()

•  Медицинские разработки мирового класса для офтальмологии, общей и эндоскопической хирургии, фотодинамической терапии, мгновенной диагностики капиллярного кровотока и др. (ИОФ РАН, -Полюс», и др.)

•  Фемтосекундные лазерные комплексы для научных исследований (ООО "Авеста-проект", ЗАО "Техноскан")

Исследования и разработки в области фотоники идут очень широким фронтом – и в мире, и в России, их ведут тысячи организаций. Например, крупнейшая в мире специализированная отраслевая выставка "LASER. World of Photonics", проводящаяся по нечетным годам в Мюнхене (Германия), собрала в 2011г. 1100 фирм – участниц, демонстрировавших свои новые разработки.