Мюнхен под лазерным прицелом

С 21 по 25 июня в выставочном комплексе Messe München в Германии прошла конференция World of Photonics и выставка Laser World of Photonics, посвященные лазерной технике, оптике и регистрации света. Резиденты и сотрудники Фонда «Сколково» приняли участие в двух этих мероприятиях и рассказали «Полит.ру» о разработанных ими hands-free лазерах, искусственных алмазах для оптики, устройствах обработки наночастиц и отдельных атомов и многих других трендах лазерного мира.

2015 год, признанный ЮНЕСКО годом света и световых технологий, нацелен на привлечение внимания общественности к роли световых технологий в достижении устойчивого развития. Поэтому в этом году организаторы конференции World of Photonics и выставки Laser World of Photonics постарались сделать эти события более масштабными, чем обычно. Мероприятия заняли пять павильонов комплекса общей площадью около 50 тыс. кв. метров и собрали 1227 компаний и 30 тыс. посетителей не только из Европы, но и из США, Японии и Китая.

На конференции участники могли посетить восемь научных заседаний, 2700 лекций, посвященных биофотонике и медицинскому оборудованию, лазерам и оптике, промышленному лазерному оборудованию, оптической метрологии и визуализации. Не остались без внимания устройства по преобразованию солнечной и световой энергии в электричество, лазерной обработке нано- и микрочастиц, ультраскоростным лазерным технологиям.

В числе выступающих и презентующих свои разработки были резиденты Фонда «Сколково»: четыре стартапа кластера Ядерных технологий («СВД.Спарк», «Поларус», «Техноскан Лаб», «Фемтоника») и компания кластера Биомедицинских технологий («НСЛ»).

«СВД.Спарк» демонстрировала оптические элементы из синтетического CVD-алмаза. Chemical vapour deposition (CVD) - это метод химического осаждения из газовой фазы – специальную подложку помещают в пары одного или нескольких веществ, которые, вступая в реакцию или разлагаясь, производят необходимое вещество. «Для большинства приборостроителей, разработчиков и конструкторов такие оптические элементы – незнакомый феномен, - рассказывает генеральный директор компании Марина Борисенко. - Поэтому на World Of Photonics мы привезли большое количество печатных информационных материалов об оптических свойствах синтетических алмазов нашего производства, а также о возможном их применении в приборостроении и научно-исследовательских работах в этой области».

Отметим, что в выставке участвовали ведущие мировые производители синтетических алмазов: De Beers, II-VI Infrared, Diamond Material GmbH. Но, по словам Борисенко, их продажи ограничены из-за высокой стоимости продукта, тогда как «СВД. Спарк» получила много запросов на поставку пробных образцов своих алмазов и достигла предварительные договоренности о сотрудничестве с «несколькими крупными игроками лазерного рынка».

Миниатюризация электроники требует инструментов обработки материалов, способных выполнять все более тонкие и точные работы. При работе с лазерами основными параметрами являются длительность импульса и пиковая мощность – чем короче первая и выше вторая, тем лучше качество и точность обработки материалов. Так, сколковский резидент «Поларус» презентовал на выставке свой пикосекундный лазер на основе высокодопированного оптического волокна. «Для обработки материалов сегодня в основном используются лазеры на основе безволоконной технологии, что делает их дорогостоящими, - объясняет генеральный директор компании Александр Целиков. - В нашем лазере используется специальное волокно с высоким легированием активных элементов (добавлением в основной металл примесей, улучшающих его свойства – прим. автора), что позволяет усиливать короткий импульс в волокне до высоких пиковых мощностей. Это трудно сделать, если использовать не высоколегированное волокно, на основе которого строят свои системы практически все компании в нашей области. Из-за низкой стоимости нашей технологии мы имеем значительное ценовое преимущество».

Микрообработку более высокого качества, чем иностранные компании, постарался продемонстрировать на выставке и сколковский стартап «Фемтоника». На выставке разработчики презентовали потенциальным заказчикам и партнерам фемтосекундный технологический лазер нового поколения, который позволит обрабатывать материалы с высокой точностью и структурировать их на уровне наночастиц без теплового воздействия. На данный момент «Фемтоника» пока только разрабатывает прототип данного продукта, а на выставке демонстрировала результаты обработки алмазов, полупроводников и других материалов на лазере первого поколения. Разработчики уверены - область применения лазера второго поколения будет весьма широка. Его можно использовать как источник лазерного излучения в процессах восстановления и изготовления фотошаблонов для микроэлектроники (производство чипов путем литографии, производство TFT-панелей, экранов), изготовления солнечных панелей, создания структур микронного и субмикронного уровня для различных применений, обработки сверхтвердых материалов и сплавов.

Тенденции последних лет в лазеростроении демонстрируют движение ряда мировых компаний к переводу сложных лазерных систем в hands-free режим, предполагающий невмешательство пользователя в настройку оптической схемы лазерной системы. Традиционно основная настраиваемая часть сложных лазеров имела открытый дизайн, многозеркальные резонаторы и была сложна в эксплуатации. Компания «Техноскан – Лаб» при поддержке Фонда «Сколково» разработала несколько лазерных систем в рамках этой концепции и продемонстрировала один из коммерческих продуктов, работающий в hands-free режиме, на выставке Laser World of Photonics. Для создания этих лазерных систем компания применила совсем другую инженерно-технологическую платформу, другие подходы и методы управления и контроля. «Настройка оптической схемы такой системы производится компанией-изготовителем на заводе, затем оптическая часть лазера изолируется от внешней атмосферы (как жёсткий диск компьютера) и далее управление параметрами лазерного излучения осуществляется только электронным образом», - пояснил руководитель группы компаний «Техноскан» Сергей Кобцев. На выставке компания продемонстрировала также свою традиционную продукцию - перестраиваемые лазеры и резонансный удвоитель частоты лазерного излучения, - имеющую лучшие параметры среди аналогов и опережающую конкурентов из Европы и США уже более десяти лет.

Александр Фертман

Своими наблюдениями о новых тенденциях, представленных на выставке и обсужденных на конференции, поделился директор по науке кластера ядерных технологий Фонда «Сколково» Александр Фертман: «На выставке было представлено много современных пикосекундных и фемтосекундных лазеров, в том числе интегрированных в системы модификации свойств материалов и микрообработки, есть интересные исследовательские лазеры». Он назвал перестраиваемые лазеры «Техноскан» «перспективной нишей»: «Высокое качество лазеров, простота в использовании, перестройка длины волны в широком диапазоне и возможность высокоточного сканирования делают продукт новосибирского резидента Сколково весьма конкурентоспособным».

Как показала выставка и конференция World of Photonics, промышленные лазеры стали наиболее крупным и разрекламированным рынком. «Лидеры индустрии: IPG, Trumpf, Han’s Laser были представлены огромными стендами. Поражают воображение их станки – целые машиностроительные комплексы, обеспечивающие самые разные виды обработки материалов с помощью лазерного излучения, - рассказывает Фертман. – Растет этот рынок довольно быстро: приятно, что IPG, под руководством Валентина Гапонцева, на этом рынке является лидером, и от производства оптоволоконных лазеров уже перешла к производству комплексных решений в области резки, сварки, обработки материалов». Во многих развитых странах сейчас работают программы реиндустриализации, и на современных заводах рост использования лазерных систем достаточно быстрый. Этим не могут пока похвастаться компании из России, говорит эксперт.

Александр Фертман также отметил увеличение количества сенсорной и оптической продукции, по сравнению с прошлой выставкой. Появилась группа компаний, предлагающая однофотонные решения, которые в дальнейшем могут быть использованы для квантового компьютинга. По его словам, сколковская компания «Фотонные нанометатехнологии» в данной ситуации тоже должна выходить на выставки, представлять свои решения, реализованные в рамках сколковской грантовой программы. «Их однофотонные квантовые генераторы выше по качеству, чем те, что были представлены на выставке, - говорит он.- Однофотонные детекторы стали одной из изюминок выставки – они фигурировали даже на рекламных щитах, чего раньше никогда не было».

Некоторые российские стартапы (в частности, «Фемтоника»), отметили отставание своих разработок от европейских как минимум на пару лет. Александр Фертман подтвердил, что «системно некоторое отставание заметно», но оно «не так значительно в нишевых сегментах». По его наблюдениям, у отечественных разработчиков есть обоснованное ощущение, что иностранные конкуренты вкладывают в разработку больше, чем они. Это расстраивает специалистов, и они сетуют, что сегодня в России начался очередной виток размышлений на тему: «Хватит разрабатывать, давайте что-нибудь продавать». «Но мы должны непрерывно инвестировать в разработки. Экспонаты выставки демонстрируют, что даже в кризис на разработку за границей идут огромные деньги, и они все время растут, чего отечественные компании добиться от инвесторов не могут. Сколково пытается помочь, но частных инвестиций все же пока не хватает», - отмечает Фертман.
Результаты мюнхенской выставки оказались успешными для резидентов Сколково: все они получили как минимум предложения о тестировании их разработок у потенциальных заказчиков, некоторые из них в ближайшем будущем планируют заключить контракты. Все они отметили вклад Фонда «Сколково» в усовершенствовании их продукции, а также значительном опыте работы с потенциальными заказчиками на мероприятиях в России. А Александр Фертман, на которого как выставка, так и работа стартапов произвели сильное впечатление, выразил надежду, что частные инвесторы и государство в ближайшее время обратят свое внимание на необходимость и выгоду развития фотоники в России.