CP v2

Tag: Fotonika

  • „LITILIT“ gavo 8 mln. eurų paskolą: femtosekundiniai lazeriai taikosi į masinę pramonės gamybą

    „LITILIT“ gavo 8 mln. eurų paskolą: femtosekundiniai lazeriai taikosi į masinę pramonės gamybą

    Vilniuje veikianti femtosekundinių lazerių gamintoja „LITILIT“ iš Lietuvos nacionalinio plėtros banko ILTE gavo 8 mln. eurų paskolą. Įmonė teigia, kad finansavimas padės pagreitinti naujos kartos pramoninio lazerio kūrimą ir pasirengimą gamybai.

    „LITILIT“ kuria lazerius, paremtus patentuota technologija, kuri, pasak bendrovės, leidžia lengviau didinti gamybos apimtis ir paprasčiau integruoti į pramonines sistemas. Tikslas – priartinti femtosekundinių lazerių kainą ir diegimo paprastumą prie plačiai naudojamų skaidulinių nanosekundinių lazerių, kad jie taptų patrauklūs masinei gamybai.

    Bendrovė nurodo, kad papildomai planuoja investuoti apie 2 mln. eurų nuosavų lėšų, o bendra projekto vertė sieks 10 mln. eurų. Naujos lazerio sistemos komercializavimą įmonė planuoja 2029 metų antroje pusėje.

    Kur femtosekundiniai lazeriai gali „prasimušti“

    Femtosekundiniai lazeriai išsiskiria itin trumpais impulsais, kurie leidžia apdoroti medžiagas minimaliai paveikiant aplinkines struktūras. Ši savybė dažnai vadinama šaltuoju abliavimu ir ypač svarbi ten, kur reikalingas didelis tikslumas ir švarus paviršius.

    Dėl to tokie lazeriai jau naudojami įvairiose srityse – nuo medicininių procedūrų iki mikrogamybos, pavyzdžiui, lustų ir ekranų pramonėje. Vis dėlto iki šiol jų pritaikymas dažnai apsiribodavo mažų, didelės vertės detalių gamyba, kur aukšta sistemos kaina ir sudėtinga infrastruktūra atsiperka.

    „Šiandien femtosekundiniai lazeriai dažniausiai naudojami gaminant mažas, didelės vertės detales. Mūsų kuriama sistema atvers naujus pritaikymus didelės apimties pramonėje – pavyzdžiui, metalinių įrankių masinėje gamyboje ar specializuotų dangų formavime dideliuose paviršiuose“, – sakė „LITILIT“ vadovas Nikolajus Gavrilinas.

    Pasak jo, nauja sistema turėtų paspartinti ir jau egzistuojančias panaudas, susijusias su buitinės elektronikos, ekranų ar puslaidininkių gamyba. Tai reikštų, kad lazerių tikslumas būtų derinamas su didesniu apdorojimo greičiu, kuris kritiškas serijinei gamybai.

    Kodėl iki šiol trukdė infrastruktūra

    Vienas didžiausių femtosekundinių lazerių barjerų – sudėtingas diegimas ir eksploatacija. Įprastos sistemos neretai remiasi vandens aušinimu, kuriam reikia atskiros cirkuliacijos ir valymo infrastruktūros bei nuolatinės priežiūros.

    Prie to prisideda dideli optiniai moduliai, masyvūs optiniai pagrindai ir jautri optika spinduliui perduoti į apdorojimo vietą. Dažnai reikalinga ir stabili temperatūra patalpoje, o tai riboja, kur gamyklose tokias sistemas apskritai galima montuoti.

    „Kuriame sistemą, kuri viename pramoniniame įrenginyje sujungtų valdymo elektroniką, optiką ir aušinimą, kad ją būtų paprasta integruoti bet kurioje gamykloje“, – sakė Nikolajus Gavrilinas.

    „Modulinė platforma bus mažiau jautri temperatūrai, drėgmei ir vibracijai, o jos modulius bus galima jungti į galingesnę sistemą. Sugedus vienam moduliui, reikės keisti tik jį, o ne visą įrenginį“, – pridūrė jis.

    Galia ir mastelio siekis

    Įmonė nurodo, kad kuriama platforma taikys iki 1 000 W vidutinės optinės galios lygį, ją paskirstant į 10–20 atskirų spindulio kanalų. Tokia architektūra leistų vienu metu apdoroti kelis skirtingus taškus gamybos linijoje, o tai yra vienas svarbiausių žingsnių link masinės gamybos.

    „LITILIT“ pabrėžia, kad mastelio problema femtosekundinių lazerių rinkoje yra struktūrinė: daug tradicinių sistemų pernelyg sudėtingos gaminti dideliais kiekiais. Todėl bendrovė siekia kurti sprendimą, kurį būtų realu standartizuoti, gaminti serijomis ir prižiūrėti pramonės sąlygomis.

    Plėtros planai siejami ir su gamybos pajėgumais Vilniuje: įmonė pranešė pradėjusi vystyti didesnės apimties lazerių gamyklą, kuri turėtų startuoti artimiausiu metu. Skelbiama, kad ilgalaikis tikslas – pasiekti iki 3 000 femtosekundinių lazerių per metus gamybos apimtį.

    Nors iki komercializavimo dar liko keleri metai, tokio pobūdžio finansavimas rodo, kad Lietuvoje kuriamos fotonikos technologijos matomos kaip potencialiai konkurencingos tarptautinėse pramonės tiekimo grandinėse. Jei pažadai dėl paprastesnės integracijos ir modulinės architektūros pasiteisins, femtosekundiniai lazeriai gali tapti ne nišiniu, o plačiau pritaikomu gamybos įrankiu.

  • Fotonikos proveržis Europoje: startuoliai kuria spartesnį internetą, kvantinius sprendimus ir naujus lustus

    Fotonikos proveržis Europoje: startuoliai kuria spartesnį internetą, kvantinius sprendimus ir naujus lustus

    Fotonika, technologijos, kurios generuoja ir valdo šviesą, Europoje tampa vienu strategiškai svarbiausių giliųjų technologijų sektorių. Ji vis dažniau minima šalia spartesnio interneto, saugesnių palydovinių ryšių, naujos kartos puslaidininkių ir kvantinių sprendimų, kurie reikalingi augančiai skaitmeninei ekonomikai.

    Per pastaruosius metus šios srities svarba ypač išaugo dėl didėjančio duomenų centrų, didelio našumo skaičiavimų ir DI infrastruktūros poreikio. Šviesa perduodama informacija leidžia pasiekti didesnį greitį ir pralaidumą, o kartu mažinti sistemų energijos sąnaudas, dydį ir sudėtingumą.

    Kas keičiasi ryšiuose ir lustuose?

    Optinės ryšio technologijos palaipsniui tampa pagrindu moderniems telekomunikacijų ir duomenų centrų tinklams. Integruotos fotonikos mikroschemos leidžia viename puslaidininkių luste sutalpinti kelias funkcijas, kurios anksčiau reikalavo didelių, brangių ir energijai imlių komponentų.

    Tokia integracija svarbi ne tik greičiui, bet ir kaštams bei tiekimo grandinių atsparumui. Europai tai reiškia didesnes galimybes stiprinti technologinį savarankiškumą srityse, kurios tampa kritinės tiek ekonomikai, tiek saugumui.

    Startuoliai, kuriuos verta stebėti

    Nyderlanduose veikianti „EFFECT Photonics“ kuria integruotas fotonines mikroschemas ir optinio ryšio sistemas, skirtas telekomunikacijų ir duomenų centrų tinklams. Šios technologijos tikslas yra didinti duomenų perdavimo spartą, kartu mažinant energijos sąnaudas ir įrangos kainą.

    Prancūzijos bendrovė „Cailabs“ plėtoja lazerio šviesos formavimo ir valdymo sprendimus, kurie pritaikomi tiek ryšiams, tiek pramoninėms lazerio technologijoms. Tokie sprendimai gali didinti optinių linijų patikimumą ir talpą, o pramonėje pagerinti suvirinimo, pjovimo ar gamybos procesų tikslumą.

    Ispanijos „Wooptix“ orientuojasi į puslaidininkių pramonę ir kuria itin tikslios optinės metrologijos įrangą, skirtą silicio plokštelių matavimams ir patikrai. Didėjant lustų architektūrų sudėtingumui, tokie matavimo sprendimai tampa tiesiogiai susiję su gamybos išeigos didinimu ir kokybės kontrole.

    Airijos „Mbryonics“ kuria optinio ryšio technologijas kosmoso sektoriui, įskaitant optinius terminalus, lazerinio ryšio krovinius ir fotonines integruotas mikroschemas. Laisvos erdvės optinis ryšys, paremtas lazeriais, gali užtikrinti didesnį duomenų srautą ir geresnį saugumą nei tradiciniai radijo dažnių sprendimai.

    Ispanijos „Quside“ vysto kvantinės šviesos sprendimus, tarp jų kvantinius atsitiktinių skaičių generatorius, kurie naudojami kibernetiniam saugumui ir šifravimui. Tokie įrenginiai remiasi kvantinės fizikos neapibrėžtumu, todėl gali būti patikimesnis pagrindas saugioms sistemoms nei programiniai generatoriai.

    Graikijos „Brite Solar“ kuria skaidrų fotovoltinį stiklą šiltnamiams, kad augintojai galėtų gaminti elektrą neprarasdami augalams reikalingo apšvietimo. Koncepcija paremta optinėmis dangomis, kurios praleidžia fotosintezei svarbius bangų ilgius, o likusią šviesos dalį paverčia energija.

    Kodėl tai svarbu artimiausiais metais?

    Fotonikos sprendimai vis dažniau tampa nematoma skaitmeninės ekonomikos atrama, nes jų efektyvumas padeda spręsti energijos sąnaudų ir našumo problemas, kurios ryškėja augant DI ir didelio našumo skaičiavimo paklausai. Kartu tai atveria rinką naujiems produktams, nuo ryšių įrangos iki kvantinės saugos komponentų.

    Europoje matomas aiškus trendas, kai ilgus metus laboratorijose brandintos technologijos pereina į komercinius produktus ir pramoninį mastelį. Tai kuria prielaidas atsirasti daugiau globaliai konkurencingų įmonių, o fotonika tampa vienu realiausių kandidatų į kritinių technologijų pagrindą ateinančiam dešimtmečiui.

  • UCLA mokslininkų proveržis: vienas lustas gali atverti terahercinių ryšių erą

    UCLA mokslininkų proveržis: vienas lustas gali atverti terahercinių ryšių erą

    Terahercinis elektromagnetinio spektro ruožas yra tarp mikrobangų ir infraraudonosios spinduliuotės. Nors jis tiriamas dešimtmečius, terahercinės sistemos iki šiol dažniausiai lieka laboratorijose, nes signalams generuoti ir aptikti reikalinga įranga būna didelė, brangi ir sunkiai pritaikoma masinei gamybai.

    Kalifornijos universiteto Los Andžele (UCLA) tyrėjai skelbia parodę, kad daug terahercinės sistemos funkcijų galima sutalpinti į vieną puslaidininkinį lustą. Jų idėja remiasi kvantinių šulinių struktūromis, kurios yra itin ploni puslaidininkių sluoksniai ir jau plačiai naudojami fotoniniuose integriniuose grandynuose.

    Tyrime naudotos PIN fotodiodų struktūros su kvantiniais šuliniais, pagamintos iš galio arsenido ir aliuminio galio arsenido (GaAs ir AlGaAs). Mokslininkai pademonstravo, kad tokios struktūros gali ir generuoti, ir aptikti terahercinius signalus procesu, vadinamu tarpinjuostiniu fotomaišymu su stiprinimu.

    Efektyvumas dar labiau pagerintas į tą patį puslaidininkinį lustą integruojant optinį stiprintuvą. Tai leido maždaug dešimt kartų padidinti terahercinių bangų generavimo našumą ir kartu sumažinti veikimui reikalingą optinę galią, o tai yra vienas svarbiausių žingsnių link kompaktiškų ir praktiškų sprendimų.

    Eksperimentai taip pat parodė, kad elektronai iš kvantinių šulinių pasišalina greičiau nei per vieną trilijoninę sekundės dalį. Toks greitis laikomas pakankamu darbui teraherciniame diapazone, todėl rezultatai stiprina prielaidą, kad terahercinė optoelektronika gali būti perkelta iš sudėtingų laboratorinių stendų į integruotus įrenginius.

    Komanda šią kryptį apibrėžia kaip monolitiškai integruotą terahercinę optoelektroniką, kai ant bendro puslaidininkio pagrindo veikia šaltiniai, detektoriai, stiprintuvai, moduliatoriai ir kiti fotoniniai elementai. Esminė detalė ta, kad platforma kuriama taip, jog būtų suderinama su komercinėse fotonikos gamyklose taikomais gamybos metodais.

    Vis dėlto prototipas dar remiasi išoriniais lazeriais, o tai riboja sistemos kompaktiškumą. Tyrėjai planuoja ateityje į patį lustą integruoti derinamus lazerius ir papildomus fotoninius komponentus, kad terahercinės sistemos taptų pilnai uždaros ir tinkamos realiems produktams.

    Jei tokia integracija pasiteisins, terahercinės technologijos galėtų reikšmingai paspartinti duomenų perdavimą trumpais atstumais ir atverti naujas vaizdinimo galimybes. Praktiniai pritaikymai dažniausiai siejami su saugumo patikromis, pramonine kokybės kontrole, medicininiu vaizdinimu ir itin didelės spartos belaidžiais ryšiais, tačiau iki plataus diegimo dar reikės įrodyti patikimumą, energijos efektyvumą ir gamybos mastelio galimybes.

  • Naujininkai prikėlė 200 metų efektą: paprastas diskas ir lazeris gali pakeisti kompiuterius

    Naujininkai prikėlė 200 metų efektą: paprastas diskas ir lazeris gali pakeisti kompiuterius

    Seniai žinomas efektas, naujas proveržis

    Singapūro Nanyang technologijos universiteto mokslininkai parodė, kad sudėtingas šviesos struktūras galima sukurti stebėtinai paprastai: lazerio spindulį nukreipiant į mažą apvalų diską. Taip suformuojami stabilūs, besisukantys šviesos raštai, siejami su ateities duomenų saugyklomis, ryšio technologijomis ir skaičiavimais.

    Komanda rėmėsi daugiau nei prieš 200 metų aprašytu reiškiniu, vadinamu Puasono dėme. Tai ryškus taškas, atsirandantis pačiame apvalaus objekto metamo šešėlio centre, kai jį apšviečia koherentinė šviesa, pavyzdžiui, lazeris.

    Kas yra optiniai skyrmionai?

    Optiniai skyrmionai yra mikroskopiniai, ypač stabilūs sūkuriai, užkoduoti pačioje šviesos bangos struktūroje. Jų patvarumas susijęs su topologija: net ir deformuojant ar „ištempiant“ lauką, tokios struktūros išlieka atpažįstamos ir stabilios.

    Dėl šios savybės skyrmionai laikomi perspektyviais informacijos kodavimo elementais, nes teoriškai gali padėti patikimiau valdyti duomenų būsenas. Šviesoje galima kontroliuoti daugybę parametrų, įskaitant intensyvumą, fazę, poliarizaciją ir sukimąsi, o tai atveria kelią tiksliai „formuoti“ tokias struktūras.

    Puasono dėmė: kodėl šešėlio centre atsiranda šviesa

    Puasono dėmė atsiranda dėl difrakcijos ir interferencijos. Kai banga sutinka apvalią kliūtį, šviesa užlinksta aplink kraštus, o už objekto sklindančios antrinės bangos persidengia.

    Kadangi nuo disko krašto iki šešėlio centro atstumas yra vienodas, bangos ten susitinka vienoje fazėje ir sustiprina viena kitą. Rezultatas paradoksalus iš pirmo žvilgsnio: ten, kur turėtų būti tamsiausia, atsiranda ryškus taškas.

    „Neįprasta tai, kad optinius skyrmionus dabar galima generuoti pasitelkiant paprastą šviesos užlinkimo aplink objektą efektą, nepasikliaujant brangiais, sudėtingais metamaterijalais ar labai specializuotomis technikomis“, – sakė pagrindinis darbo autorius prof. Shen Yijie.

    Tyrėjai taip pat nustatė, kad ši konfigūracija vienu metu natūraliai „pagamina“ kelis susijusius topologinius raštus, siejamus su skirtingais šviesos laisvės laipsniais. Tai leidžia viename eksperimente lyginti, kaip skirtingos skyrmionų rūšys formuojasi ir sąveikauja tame pačiame šviesos lauke.

    Pastaraisiais metais spartėja optinių ir fotoninių skaičiavimų kryptis, ieškanti alternatyvų tradiciniams silicio sprendimams energijos sąnaudų ir greičio požiūriu. Tokie darbai aktualūs ir duomenų perdavimui, kur šviesa naudojama kaip terpė informacijai nešti vis didesniais atstumais ir pralaidumu.

  • Vokietijos mokslininkų proveržis: „Drugelio sparnų“ mikrostruktūra saulės moduliams išlaiko 95 proc. šviesos

    Vokietijos mokslininkų proveržis: „Drugelio sparnų“ mikrostruktūra saulės moduliams išlaiko 95 proc. šviesos

    Vokietijos Fraunhoferio Saulės energijos sistemų instituto ISE tyrėjai pristatė sprendimą, kuris gali pakeisti požiūrį į saulės modulių dizainą: spalvotos ir raštuotos plėvelės leidžia moduliams vizualiai susilieti su pastatų fasadais, bet beveik neprarasti našumo. Pagrindinis pažadas – iki 95 proc. į modulį patenkančios šviesos vis dar pasiekia saulės elementus.

    Iki šiol bandymai „pagyvinti“ fotovoltinius modulius dažniausiai reiškė kompromisą: kuo daugiau spalvos, tuo daugiau šviesos užblokuojama, o elektros gamyba krenta. Dėl to saulės elektrinės miestų centruose, istoriniuose kvartaluose ar reprezentaciniuose pastatuose neretai susiduria su estetika ir paveldosauga susijusiais ribojimais.

    Naujoji technologija remiasi ne įprastais pigmentais, o šviesą „valdantiems“ mikroreljefams būdingu principu, vadinamu struktūrine spalva. Kitaip tariant, spalvos įspūdis sukuriamas geometrija, o ne dažais, todėl galima atspindėti tik labai siaurą šviesos spektro dalį ir didžiąją dalį spinduliuotės praleisti toliau į elementus.

    Kaip sukuriamas raštas be pigmentų

    Fraunhofer ISE sprendime naudojamos specialios plėvelės, kurios gali būti integruojamos į modulio konstrukciją kaip kapsuliavimo sluoksnis arba galinis sluoksnis. Raštai ir spalviniai efektai formuojami preciziškai apdorojant paviršių lazeriais ir kompiuteriniu projektavimu, taip sukuriant itin smulkius, akiai „spalvą“ imituojančius paviršiaus elementus.

    Institutas skelbia, kad nepriklausomi matavimai parodė: tokie raštuoti moduliai gali išlaikyti iki 95 proc. našumo, palyginti su standartiniais juodais moduliais. Kai kurių sprendimų atveju minimas iki 94 proc. našumas, jei raštas dengia visą paviršių ir yra vizualiai intensyvesnis.

    Praktiškai tai reikštų, kad moduliai galėtų atrodyti kaip fasado apdaila, stogo danga ar architektūrinis akcentas, o ne kaip tamsūs vienodi skydai. Tokia kryptis ypač aktuali tankiai užstatytuose miestuose, kur didelė dalis potencialo slypi būtent ant fasadų, o ne tik ant stogų.

    Įkvėpimas iš drugelio sparnų

    Tyrėjai aiškina, kad idėja siejasi su morpho drugeliu, garsėjančiu ryškiai mėlynais sparnais. Šią spalvą sukuria ne pigmentas, o mikroskopinės trimatės struktūros, kurios selektyviai atspindi labai siaurą bangos ilgių ruožą, o kitas bangas praleidžia arba nukreipia taip, kad akiai susidaro intensyvios spalvos įspūdis.

    Fraunhofer ISE nurodo, kad panašus principas perkeltas į fotovoltinių modulių stiklą: taikant vakuuminį procesą sukuriama mikrostruktūra galinėje dengiamojo stiklo pusėje. Taip modulis gali „rodyti“ norimą atspalvį ar raštą, tačiau saulės elementai vis tiek gauna didžiąją dalį šviesos, reikalingos elektros gamybai.

    Ekspertų akimis, tokie sprendimai gali tapti svarbiu postūmiu pastatų integruotai fotovoltikai, kai energijos gamyba planuojama kartu su architektūra. Tai taip pat gali sumažinti konfliktus tarp atsinaujinančios energetikos plėtros ir estetinių reikalavimų, nes vizualiai saulės moduliai nebeatrodytų kaip svetimkūnis.

  • Škotijos „Cnuic“ pritraukė 2,8 mln. eurų: siekia pagreitinti fotoninių lustų gamybą

    Škotijos „Cnuic“ pritraukė 2,8 mln. eurų: siekia pagreitinti fotoninių lustų gamybą

    Edinburge įsikūręs startuolis „Cnuic“ pritraukė 2,8 mln. eurų ankstyvosios stadijos (pre-seed) investiciją. Finansavimo etapui vadovavo „Tensor Ventures“, kartu investavo Silicio slėnyje veikianti „Blank Space Ventures“ ir dar keli fondai.

    Bendrovė teigia sukūrusi veikiantį visiškai naujo tipo fotolitografijos įrenginio prototipą. Jo idėja paremta šviesos savybių panaudojimu, kad fotoniniai lustai būtų gaminami greičiau, lengviau perkonfigūruojamai ir su didesne 3D valdymo kontrole.

    „Cnuic“ tikslas yra sumažinti vieną didžiausių fotoninių lustų plėtros barjerų: sudėtingą ir brangią gamybą. Jei tokią technologiją pavyktų išplėsti iki pramoninio masto, ji galėtų paspartinti fotonikos sprendimų diegimą duomenų centruose ir ryšių infrastruktūroje.

    Kodėl fotoniniai lustai tampa svarbūs?

    Puslaidininkių pramonė ieško būdų didinti spartą ir energinį efektyvumą, kai tradiciniai silicio sprendimai vis labiau artėja prie fizinių ribų. Fotoniniai lustai duomenis perduoda ne elektronais, o šviesa, todėl teoriškai gali užtikrinti didelį pralaidumą ir mažesnius šilumos nuostolius.

    Praktikoje tai ypač aktualu duomenų centrams, kurių sąnaudas smarkiai didina elektros vartojimas ir aušinimas. Dėl to bet kokios technologijos, mažinančios energijos poreikį ir „siaurąsias vietas“ tarp skaičiavimo mazgų, gali turėti tiesioginį komercinį efektą.

    Ryšys su DI ir naujomis taikymo sritimis

    Augant DI modelių apimtims, vis didesnę reikšmę įgauna ryšio tarp daugybės procesorių greitis ir energinis efektyvumas. „Cnuic“ akcentuoja, kad fotoninių sprendimų proveržis galėtų padėti mažinti komunikacijos „butelio kakliukus“ didelio masto skaičiavimuose.

    Bendrovė taip pat nurodo platesnį šviesa paremtų sistemų potencialą, įskaitant metalešius, 3D fotoninius kristalus, AR ir VR bangolaidžius, lankstias gardeles ir panašius sprendimus. Tokios kryptys jau dabar domina tiek mokslą, tiek pramonę, tačiau jų plėtrą dažnai riboja gamybos sudėtingumas.

    „Mes išmokome naudoti elektronus. Dabar mokomės naudoti šviesą. „Cnuic“ kuria įrankius, kurie leis tai daryti masiškai“, – sakė vienas iš „Cnuic“ bendraįkūrėjų Omaras Durrani.

    Investuotojai pabrėžia, kad giliųjų technologijų (deep tech) srityje lemiamas veiksnys yra ne vien idėja, bet ir gebėjimas ją paversti patikima gamybos technologija. Jei „Cnuic“ sprendimas pasiteisins, jis gali tapti reikšmingu žingsniu, stiprinančiu Europos pozicijas puslaidininkių ir fotonikos grandinėse.