提到光電(photonics)技術,
大家腦海中會不會浮現出
這樣異常 “抽象” 的情景:
其實,光電技術就在我們身邊:
汽車激光焊接,公共領域的攝像頭,
LED燈和互聯網通信的光纖,
都離不開光電技術。
你知道嗎?
光電產業一直是英國引以為傲的"科技名片"。
目前全球光電產業產值已突破5000億美元。到2022年將達到8000億美元。
根據2015年Office National Statistics 對英國製造業領域出口額統計分析:英國的光電產品出口量超過英國其他任何製造業部對英國出口經濟的貢獻,出口超過光電產業製造產量的75%。
光電技術究竟是什麼呢?
Introduction
光電技術是以光電子學為基礎,綜合運用光學技術、微電子學技術、精密機械及計算機技術解決各種工程應用課題的技術學科。
根據系統實現功能的不同,光電系統的應用可分為以下幾個方面:
-
測量檢查
控制跟蹤
圖像測量
分析
近十餘年來,光電相關技術突飛猛進,產品種類也不斷推陳出新,應用層出不窮,已經成為現代科學技術和我們生活中不可缺少的重要技術。
比方說,光電技術經常應用在以下領域:
星體溫度探測
人造衛星監測到
生物細胞的顯微測量和微循環檢查
從視覺工業機器人
光學計算機
民用全自動照相機
簡單光電開關
特別是在生產領域中生產過程的視覺檢查和製品加工自動化、各種性能參數的精密測試以及圖形檢測和分析判斷等方面,光電技術已經發揮了重要作用。
光電產業則是製造光電元件,或採用光電元件為關鍵性零部件的設備、器具及系統的產業鏈,分為四大領域:
複合半導體材料
(以氮化鎵材料為代表)
光電元件
(如LED 芯片、透鏡發射器、接收器、光纖)
光電器件/儀器(如LED 燈、照相機、激光)
光電系統
(如光通信、醫療成像設備、激光切割機)
◆ ◆ ◆
英國光電科技初瞻
根據英國光子學領導小組(PLG)和知識成果轉化網絡(KTN)的最新分析,英國的光電產業每年為英國的經濟增長貢獻129億英鎊,年增長率超過5%。
由技術主導的光電產業依靠英國光電科技“產學研”一體化的創新生態,為其提供了優質的發展基礎。英國光電產業地圖展示了英國各地1500家光電企業的分佈情況。
◆◆ ◆
英國光電技術
專業人才
安裝激光平臺來源:斯特拉斯克萊德大學
英國光電技術專業從業人員已超過65,000人;
全英光電製造企業已達1500家;
每位從業人員為英國經濟創造了62,000英鎊的總增值(衡量生產力的一個指標),生產力水平是全英平均水平的3倍。
英國的科研教育機構也在不斷培養和輸送優秀的光電專業技術人才,例如:
1.斯特拉斯克萊德大學(Universityof Strathclyde)
斯特拉斯克萊德大學技術與創新中心 來源:Wikipedia
斯特拉斯克萊德大學光電研究所:專注光電產業國際應用型研究領域領導者的培育。
斯特拉斯克萊德大學弗勞恩霍夫先進光學中心:擅長光電工業領域應用研究、開發和設計製造。
2.南安普頓大學(Universityof Southampton)光電子研究中心
南安普頓大學 來源:Scully, Wikipedia
研發用於光學傳感器的光纖光柵、用於越洋光纖通信和全球互聯網的EDFA摻鉺光纖放大器以及用於大功率光纖激光器的多孔光纖。
3.愛丁堡大學(Universityof Edinburgh)LiFi發展中心
愛丁堡大學 來源:Kim Traynor,Wikipedia
致力於安全的光通信技術的研究。
4.阿斯頓光電技術研究所(AstonInstitute of Photonics Technologies)
阿斯頓大學 來源:Wikipedia
致力於未來光通信技術的研究。
5.倫敦大學(University College London)劍橋光電系統博士培訓中心
倫敦大學 來源:Diliff,Wikipedia
該中心的碩士和博士項目正在尋求產業合作,每年會舉辦產業開放日活動,吸引有意進行產學研的企業或者機構組織參與。
打算去英國留學的朋友,不妨也考慮一下這個前沿技術學科哦!
行業領導者
1複合半導體設計和製造
複合半導體是光電轉換的關鍵材料,在現代科技、經濟、軍事、文化、醫學等領域具有極其重要的作用。英國在這一市場湧現出了一批覆合半導體設計和製造業的企業和科研機構:
CST Global:印刷、感應和工業控制激光芯片
總部地址:Hamilton,UK
公司主頁:www.cstglobal.uk
IQE:激光芯片、LED和傳感器複合半導體晶片
總部地址:Cardiff, UK
公司主頁:www.iqep.com
卡迪夫大學複合半導體研究所
The Institute for Compound Semiconductors of Cardiff University
主要致力於該領域學術研究者與產業界協同合作
謝菲爾德大學
Sheffield University
為複合半導體材料和設備提供模型與原型服務,有著國家級的外延研究設施。
劍橋大學氮化鎵中心
Cambridge Centre for Gallium Nitride
掃描探針顯微鏡 來源:劍橋大學氮化鎵中心
已建成一座用於生產LED所需的主要材料氮化鎵(GaN)的新型設施並幫助研究人員擴展和加速在這個領域的開創性工作。
劍橋也擁有全球為數不多同時配備電子顯微鏡、X射線衍射儀、原子力顯微鏡、光致發光(PL)和霍爾效應設備等多種先進設施的研究中心。
2特種光纖、激光設計和製造
現代通信、檢測技術的發展不斷刺激了英國光纖和激光設計和製造業的進步,催生了一系列創新的解決方案:
M Squared:提供通信、檢測和量子技術應用的新型激光解決方案
總部地址:Glasgow, UK
公司主頁:www.m2lasers.com
Oxford Lasers:成像和微加工專用激光方案
總部地址:Oxon, UK
公司主頁:www.oxfordlasers.com
Fibercore:用於通信和各行業傳感的各種特殊光纖方案
總部地址:Southampton, UK
公司主頁:www.fibercore.com
廣闊的市場機遇
1通信供應商和數據中心
目前,通信網絡運營商BT、Vodafone、O2等和KDDI Telehouse、亞馬遜、NTT 通信等數據中心運營商正在尋求更先進的光通信技術解決方案。
在英國,相關技術和產品也正在逐漸走向成熟:
比如Oclaro公司在英國佩恩頓生產用於光通信的光纖收發器。
東芝在位於劍橋的ToshibaReasearch Europe 研發用於加密金融交易的量子密鑰分配技術。
華為在2012年收購英國集成光電器件公司CIP, 保留該公司位於伊普斯維奇的集成光電中心,研發團隊將繼續致力於通信網絡的光學「芯片」的領域。
2激光加工市場
近年來,激光器在材料加工、高質量產品、電子設備的小型化、醫療行業需求顯著上升, 2015年全球激光加工市場規模達64億美元,按6%的複合年增長率預計,2022年該領域的產值將增長至97.5億美元。
在此背景下,眾多跨國公司開始在英國開發激光加工產品,例如:
美國Coherent公司極其重視英國的光電學博士畢業生,他們選擇在英國製造激光器,並出口全球。
另一案例則是SPIPhotonics 公司,這家公司為南安普頓大學孵化企業,後被德國Trumpf公司收購,SPIPhotonics實現了將光纖激光器中的多孔光纖應用於激光打標和切割。
3量子技術集群
激光器及其他光電技術應用廣泛,已經形成一個年產值達10億英鎊的藍海產業。為推進該產業迅速發展,英國政府投資3億英鎊設立了多個技術中心:
格拉斯哥大學量子增強成像中心
(Quantum Technology Hub in Quantum Enhanced Imaging)
合作伙伴包括:BP、BAE系統、Toshiba、Leonardo、 AstraZenica、Horiba、ST、Coherent
約克大學量子通信中心
(York Centre for Quantum Technologies)
來源: EPSRC/Dan Tsantilis
合作伙伴包括:BT、Toshiba、Oclaro、ADVA、ETSI、Airbus、CESG、英國布里斯托市市政府
伯明翰大學傳感器和計量學量子技術中心
(Quantum Technology Hub in Sensors and Metrology)
合作伙伴包括:IBM、BAE系統、Rolls-Royce、BP、Thales、Selex、SevernTrent Water
牛津大學網絡化量子信息技術中心
(The Networked Quantum Information Technologies Hub)
合作伙伴包括:Google、IBM、Toshiba、Element6、Raytheon、Lockheed Martin
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