Российская фотоника: глобальные вызовы, возможности и перспективы развития

Перспективы развития отечественной фотоники и системы поддержки отрасли, а также вопросы внедрения разработок в промышленность обсуждались 27 марта 2015 года в Санкт-Петербурге на заседании Научно-технического совета Северо-Западного Центра развития науки, технологий и образования в интересах обороны и обеспечения безопасности государства. В мероприятии принял участие Юрий Михайлов, председатель научно-технического совета Военно-промышленной комиссии Российской Федерации, заместитель председателя коллегии Военно-промышленной комиссии Российской Федерации, а также представители Минобрнауки России, институтов развития, руководители ведущих исследовательских институтов и промышленных предприятий, ученые профильных лабораторий вузов.

Андрей Лышенко, начальник отдела Департамента науки и технологий Минобрнауки России

По словам начальника отдела Департамента науки и технологий Минобрнауки России Андрея Лышенко, в настоящее время министерством реализуется ряд мероприятий в области фотоники. В их числе:

  • «Дорожная карта» «Развитие оптоэлектронных технологий (фотоники)», утвержденная распоряжением Правительства Российской Федерации от 24.07.2013 №1305-р,
  • Комплекс правительственных поручений,
  • Поддержка реализации научно-технических проектов.

 

Федеральная целевая программа (ФЦП) «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы, нацеленная на формирование конкурентоспособного и эффективно функционирующего сектора прикладных исследований и разработок и являющаяся одним из инструментов реализации государственной программы «Развитие науки и технологии», реализует следующие направления:

  • Индустрия наносистем,
  • Информационно-телекоммуникационные системы,
  • Науки о жизни,
  • Рациональное природопользование,
  • Транспортные и космические системы,
  • Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика.

Соглашения, реализуемые в рамках Программы по направлению «фотоника» в 2014-2016 годах.

Одним из примеров реализации Соглашения в рамках данной программы является проект «Разработка новых квантовых материалов и фотонных устройств на их основе», реализуемый Университетом ИТМО в консорциуме с Новосибирским национальным исследовательским государственным университетом, Сколковским институтом науки и технологий (Сколтех) и ОАО «Центральный научно-исследовательский институт «Циклон». Его целью является разработка новых квантовых материалов с уникальными электронными и оптическими свойствами и создание на их основе устройств, включающих фотодетекторы, источники излучения, термодетекторы и компоненты оптических телекоммуникационных систем для российской электронной индустрии.

Максим Одноблюдов, директор Объединенного научно-технологического института СПбПУ

Рассказывая о разработке «дорожной карты» по фотонике директор Объединенного научно-технологического института СПбПУ Максим Одноблюдов отметил следующие рынки и сферы применения фотонных технологий:

  • Освещение, гибкая электроника, дисплеи, фотовольтаика,
  • Сенсорика, безопасность и метрология,
  • Дизайн и производство оптических компонент и систем
  • Производственные технологии и системы обеспечения качества,
  • Информационные и коммуникационные технологии,
  • Науки о жизни и здоровье.

Так, в области информационных и коммуникационных технологий фотоника способна обеспечить качественное развитие сектора облачных технологий. В частности, за счет новых подходов к хранению больших объемов информации и построению гибких, перестраиваемых фотонных сетей с управляемой емкостью. Фотоника позволит обеспечить увеличение скорости передачи данных: свыше 1Тб/сек на канал или 1Пб/сек – на волокно. Другое направление развития — широкополосные (100-500 Гб/сек) оптические межсоединения с низким энергопотреблением и низкой стоимостью. Также экономически эффективные технологии производства фотонных и гибридных интегральных схем, переноса функционала электронных приборов в фотонный домен.

Развитие в России фотоники позволит, в том числе в рамках программы импортозамещения, нарастить компетенции в области разработки и производства дисплеев для медицинских персонифицированных диагностических и терапевтических приборов, а также интеллектуального светодиодного освещения и систем локальной генерации электроэнергии на основе приборов органической фотовольтаики. Перспективное направление дополненной виртуальной реальности, являющееся одним из трендов мировой IT-индустрии, благодаря разработкам в области фотоники, способствует развитию новых технологий интерфейсов человек-машина и технологий дисплеев на основе органической электроники и органических светодиодов для предоставления необходимой визуальной информации везде и в любое время.

Новые производственные технологии, активному развитию которых уделяется большое внимание со стороны руководства страны, также связаны с развитием технологий на основе фотоники. В частности, лазерные технологии лежат в основе современного оборудования для 3D-печати, использующегося в аддитивном производстве.

Глеб Туричин, генеральный директор Института лазерных и сварочных технологий СПбГПУ  (ИЛИСТ)

Спрос на оборудование для 3D-печати, кстати, подтверждает и реальный сектор экономики России. Так, Объединенная двигателестроительная корпорация (ОДК) делает ставку на развитие аддитивных технологий, реализуя совместный с Институтом лазерных и сварочных технологий СПбГПУ (ИЛИСТ) проект «HLPM» (Гетерофазная лазерная порошковая металлургия). В рамках данного проекта планируется: в 2015 году на базе предприятий ОДК создать промышленные макеты из стали, титана, алюминия, в 2016 году – промышленные установки на сталь, титан, алюминий, в 2017 году – наладить производство HLPM изделий из стали, титана, алюминия объемом 12 шт./год. По словам генерального директора ИЛИСТ Глеба Туричина, развитие HLPM в авиационном двигателестроении обязано целому ряду преимуществ перед другими технологиями. Это 1000-кратное увеличение производительности по отношению к технологии выборочного лазерного спекания (SLS) и 100-кратное – по отношению к механической обработке изделия. Само изделие, полученное HLPM методом, обладает высокими прочностными характеристиками (на уровне кованных материалов), минимальной пористостью. Детали могут выращиваться без ограничения формы и размеров. При этом HLPM позволяет достичь меньших капитальных вложений в оборудование пропорционально производительности.

Сергей Александров, заместитель генерального директора по инновационным проектам АО «ЭлТех СПб»

Учитывая наработки российских научных центров в области фотоники, а также растущий российский и мировой рынок продукции и технологий на ее основе, очевидно, что сейчас необходимо высокими темпами развивать компетенции в данном направлении. «Базой» развития отечественной фотоники при этом может стать Санкт-Петербург – именно здесь располагаются 4 из 5 ведущих центров развития фотоники (Университет ИТМО, НИУ СПбПУ, СПбГЭТУ «ЛЭТИ» и ФТИ им. Иоффе РАН). По словам заместителя генерального директора по инновационным проектам АО «ЭлТех СПб» Сергея Александрова, в настоящее время в целях развития эффективной системы трансфера технологий фотоники и оптоэлектроники в регионы с привлечением передовых вузов и инжиниринговых центров обсуждается создание Научно-технологического центра фотоники в Санкт-Петербурге. Центр призван решать задачи по развитию научно-исследовательского потенциала, прогнозированию и разработке стратегий внедрения перспективных технологий в области фотоники и смежных дисциплин, осуществлению технологической модернизации через трансфер передовых технологий фотоники и оптоэлектроники, развитию кадрового потенциала и др.

Leave a Comment