Fotonika
Źródło: http://mobileworldcapital.com/
Historia światłowodów sięga XIX wieku, kiedy to brytyjski fizyk John Tyndall żyjący w latach 1820-1893 na podstawie badań rozchodzenia się fal, między innymi w lodzie, zauważył, że całkowite wewnętrzne odbicie światła może mieć znaczenie praktyczne.
W 1876 r. Aleksander Graham Bell wynalazł, a w 1880 r. opatentował system telekomunikacji świetlnej zwany fotofonem, który służył do przesyłania dźwięku na zasadzie zmian strumienia światła, przy odbiciu od pobudzanego dźwiękiem lustra.
W 1958 roku Arthur Schawlow i Charles Townes przestawili propozycję budowy lasera. W 1960 roku Theodor Maiman zbudował pierwszy model lasera rubinowego, a dwa lata później powstał impulsowy laser GaAs. Już w roku 1965 padła propozycja stosowania światłowodów gradientowych w telekomunikacji, co zaowocowało 3 lata później produkcją pierwszego światłowodu telekomunikacyjnego. W roku 1970 opracowano mało stratne struktury optyczne - firma Corning Glass Company wypuściła na rynek włókna o stratach poniżej 20dB/km i dopiero wtedy telekomunikacja światłowodowa mogła stać się rzeczywistością.
W Polsce do dziś uważa się Lubelszczyznę za kolebkę światłowodów, a zespół badawczy Pracowni Technologii Światłowodów Uniwersytetu Marii Curie-Skłodowskiej za twórcę polskiej wersji tej technologii. W skutek intensywnych prac badawczych w roku 1979 w Lublinie powstała pierwsza w dawnym bloku krajów socjalistycznych, a piąta w Europie, światłowodowa linia telekomunikacyjna. Ten niewątpliwie wielki sukces lubelskich naukowców zapoczątkował znaczny rozwój "przemysłu światłowodowego". W latach 1980-83 powstał przy ul. Energetyków Zakład Produkcyjno-Wdrożeniowy Światłowodów (później Ośrodek Techniki Optotelekomunikacyjnej- OTO), w którym do 1992 roku wytwarzano światłowody. Powstało również kilkanaście firm wiązanych z techniką światłowodową min. Optronik, Optotrakt, Lanex, Fibrex, Fibrochem, które do dnia dzisiejszego zajmują się szeroko rozumianą techniką światłowodową.
W raporcie końcowym z badania dziedzinowego dotyczącego oceny innowacyjności i konkurencyjności regionalnej gospodarki z punktu widzenia stosowania i rozwoju kluczowych technologii wspomagających wskazano fotonikę, jako jeden z dwóch możliwych obszarów specjalizacji województwa lubelskiego w zakresie rozwoju technologii KET. W przytaczanym raporcie znalazło się następujące stwierdzenie "W opiniach uczestników badania pod względem częstotliwości i jakości działań, to właśnie Pracowania Technologii Światłowodów UMCS jest jedną z najprężniejszych lubelskich jednostek w dziedzinie wpisanej w KET. Pracowania jest cały czas obecna w strukturach europejskich i ciągle powstają nowe projekty. Posiada ona wdrożenia, a dodatkowo część z nich jest na etapie sprzedaży. Poza tym pracownia jest umocowana w sieciach badawczych, nie tylko działających komercyjnie, przez co jest dostrzegana w Europie. Lubelska fotonika- za sprawą głównie tego zespołu- jest wiodącą tego typu innowacyjną technologią w kraju. O wysokim poziomie badań realizowanych w Pracowni Technologii Światłowodów UMCS świadczy również ciągła obecność w projektach finansowanych z funduszy Programów Ramowych UE. Do najważniejszych zrealizowanych i wciąż trwających projektów PTŚ należą: Sieć Doskonałości "NEMO" (VI PR UE), projekty europejskie "PHOSFOS" (www.phosfos.eu) i "ACTMOST" (www.actmost.eu) (7PR UE). W chwili obecnej PTŚ rozpoczyna prace w projekcie TRIOPD (7 PR UE -projekty Marie Curie) oraz wraz z kilkunastoma partnerami europejskimi zgłosiła projekt "ACTPHAST" będący kontynuacją projekt "ACTMOST".
Jednostki należące aktualnie do Klastra Fotoniki i Światłowodów Polskie Centrum Fotoniki i Światłowodów posiadają ogromne doświadczenie oraz unikalny potencjał badawczy w zakresie technologii światłowodowej, a zaangażowane w jej rozwój osoby, to rozpoznawalni na świecie specjaliści w zakresie fotoniki. Śmiało można określić, że jest to polska technologia na poziomie światowym, niezależna od zachodnich patentów. Unikalna, rodzima technologia i wiedza, które od kilkudziesięciu lat tworzone są i rozwijane przez członków Klastra Fotoniki i Światłowodów, wymagają odpowiedniego rozwoju, wkładu intelektualnego i finansowego oraz promocji.
Utrzymanie i rozwój technologii światłowodowej i fotoniki cały czas są ważne. Liczne projekty badawcze obejmujące różnorodne zastosowania światłowodów, korzystają z technologii opracowanej właśnie w Polsce. Odpowiednie działania, rozwój, dotacje i inwestycja w fotonikę mogą przesądzić o konkurencyjności polskiej gospodarki na świecie, która opierałaby się na innowacyjnej technologii i unikatowej wiedzy. Dzięki takim działaniom, Polska uniknie sytuacji, kiedy byłaby tylko gospodarką odtwórczą, opierającej się na wykonywaniu podzespołów i uprawianiu handlu.
Realizacja celu, jakim jest rozwój technologii światłowodowej i fotoniki w Polsce stała się podstawą do stworzenia Klastra Fotoniki i Światłowodów Polskie Centrum Fotoniki i Światłowodów oraz osiągnięcia przez Polskę przewagi konkurencyjnej w zakresie innowacyjnych technologii przyszłości. Przeprowadzono analizy dotyczące rynku fotonicznego, kierunków rozwoju branży fotonicznej, nowoczesnych metod zarządzania, a przede wszystkim wskazano na coraz większe zapotrzebowanie na technologie fotoniczne, w tym światłowodowe. Jeśli wiek XX uznać można za wiek elektroniki, to z pewnością wiek XXI uznany zostanie za wiek fotoniki.
Zapotrzebowanie na oprogramowanie umożliwiające projektowanie elementów, układów i przyrządów fotonicznych jest ogromne. Ta nowa rozwijająca się gałąź przemysłu wymaga nowoczesnych narzędzi numerycznych wspierających jej rozwój. Zainteresowanie tego typu oprogramowaniem w naszej części Europy rośnie w ogromnym tempie. Dziesiątki osób z jednostek badawczych i działów badawczo-rozwojowych miesięcznie pobiera demonstracyjne oprogramowanie i wyraża niezwykle duże zainteresowanie jego wykorzystaniem w swojej pracy. Oczywiście przekłada się to na szybko rosnącą liczbę zamówień wskazującą jednoznacznie na rosnący popyt w tym zakresie.
Według badań rynku (prowadzonych pośrednio np. na podstawie analizy raportów i bezpośrednio podczas rozmów z przedsiębiorcami np. podczas targów branżowych) oraz na podstawie doniesień z artykułów popularno-naukowych i relacji w mediach, wskazują, że niezwykle ważną i w niewielkim stopniu zaspokojoną, potrzebą jest świadczenie usług w zakresie transferu technologii i badań w dziedzinie fotoniki z jednostek badawczych do przemysłu. Należy do nich także opracowywanie procedur badawczych, wdrażanie nowych rozwiązań, przenoszenie potrzeb przemysłu na język badań naukowych, a także dostosowywanie badań aplikacyjnych do wzrastającego popytu na technologie fotoniczne, stających się coraz mocniej siłą napędową gospodarki krajów wysoko rozwiniętych. Wzrastający popyt w tym zakresie nie ulega żadnej wątpliwości.
Ponadto technologie fotoniczne mają ogromne zastosowanie w medycynie, gdzie bezpieczeństwo i niezawodność, precyzja pomiarów (szczególnie niewielkich zmian danych parametrów), często mają bezpośredni wpływ na diagnozę i leczenie, a przez to decydują o ratowaniu życia ludzkiego. Opracowywane przez InPhoTech rozwiązania mogą mieć zastosowanie m. in. w badaniach składu krwi, wydychanego powietrza i innych substancji biologicznych, badaniach ciśnienia krwi, drożności naczyń i przewodów ludzkiego organizmu, i wiele innych.
Rośnie także potrzeba monitorowania stanu konstrukcji technicznych (bezpieczeństwo samolotów, budynków itd.) oraz ostrzegania przed niebezpiecznymi zjawiskami przyrodniczymi (powodzie, huragany, tsunami itd.), w których diagnozowaniu technologie fotoniczne uzyskują niekwestionowaną przewagę. Kolejną bardzo ważną potrzebą, której fotonika wychodzi naprzeciw, jest zmniejszenie zużycia energii oraz wzrost bezpieczeństwa poprzez zwiększenie efektywności działania urządzeń fotonicznych oraz zastępowanie urządzeń elektrycznych wymagających zasilania urządzeniami pasywnymi (np. światłowodowymi).
Jeśli dodamy jeszcze do powyższych zalet technologii fotonicznych potencjał obniżenia kosztów, w porównaniu do obecnych urządzeń, w sytuacji upowszechnienia i masowości technologii fotonicznych, to jasnym się staje, że popyt na technologie fotoniczne i badania przemysłowe, rozwojowe, wdrożeniowe itp. w tym zakresie, czyli właśnie na działalność członków Klastra Fotoniki i Światłowodów, będzie wzrastał w coraz większym tempie.