Fotonika oraz technologie fotoniczne wykorzystujące światło są kluczowymi technologiami XXI w. Od roku 2021 fotonika została zaliczona w Europie do 8. głównych technologii wspomagających cyfrową rewolucję odgrywając kluczową rolę w wielu gałęziach przemysłu, telekomunikacji, ochronie czy w procesach produkcji, a przez to wpływając w dominujący sposób na rozwój światowej gospodarki.
Opanowanie technologii fotonicznych – technologii wykorzystujących światło jest kluczem rewolucji przemysłowej na całym świecie. Światowy rynek w dziedzinie fotoniki osiągnął 615 mld euro w 2020 r. i ma osiągnąć ok. 870 mld euro w 2025 r. (wg Industry Reports Photonics). Wydatki związane z fotoniką ponoszone w Europie wynoszą obecnie ponad 60 mld euro i szybko przekroczą poziom wydatków w dziedzinie mikroelektroniki, przy czym roczny poziom wzrostu często przekracza 10%.
W Europie zatrudnionych bezpośrednio w fotonice jest ok. 380 tys. osób (na świecie – 3,7 mln), a ponad 6 tys. firm (głównie typu MŚP) zajmuje się produkcją. Fotonika jako szeroka dziedzina wiedzy i przemysłu jest obecna, a wręcz niezbędna w niemal każdym aspekcie naszego życia, a szczególnie w obszarach zastosowań, w których dominuje jej innowacyjny charakter.
Obszary te obejmują takie zagadnienia jak: optyczne przetwarzanie informacji, telekomunikacja i czujniki światłowodowe, wielospektralne przetwarzanie obrazu, oświetlenie, wyświetlacze, kontrola procesów produkcyjnych, ochrona zdrowia i środowiska naturalnego, fotoniczne systemy zabezpieczeń, fotowoltaika, lasery i detektory.
Współczesne łańcuchy dostaw silnie uzależnione są od dostępności elementów i układów fotonicznych produkowanych głównie (90%) przez firmy typu MŚP. Jest to często główna bariera rozwoju fotoniki. Planuje się, że w niedalekiej przyszłości powstające moduły opto-elektroniczne będą zintegrowane we wspólnych mikro-układach zwanych CPO („copacked optics”).
Również projektowane sieci telekomunikacyjne wykorzystujące technologie kwantowe będą wymagały wielu komponentów fotonicznych takich jak: źródła pojedynczych fotonów, superczułe detektory, układy fotoniki zintegrowanej, komponenty światłowodowe.
Nowe generacje technologii fotonicznych w znacznym stopniu zdominują naszą przyszłość wpływając na rozwój komputerów kwantowych, sztucznej inteligencji, coraz skuteczniejszą ochronę zdrowia, magazynowanie energii, czy powstanie nowej generacji wyświetlaczy typu LCD.
Przełomowe prace badawcze prowadzone na Politechnice Warszawskiej prowadzące do przełamania istniejących barier:
1. Fotoniczne układy scalone (PIC) – rozwój polskich platform technologicznych w zakresie średniej podczerwieni oraz na bazie SiN.
2. Nowe innowacyjne metody ilościowej analizy fazowej na poziomie komórkowym.
3. Ultraszybka holografia syntetyczna bazująca na seryjnym obliczaniu i zapisywaniu hologramów generowanych komputerowo punkt po punkcie w przezroczystym opto-magnetycznym ośrodku dielektrycznym.
Trendem ogólnoświatowym jest wzrastający udział technologii fotonicznych oraz technologii wykorzystujących światło zarówno w gospodarkach lokalnych jak i globalnej.
prof. dr hab. inż. Tomasz Woliński, Politechnika Warszawska
Tegoroczna XIV Krajowa Konferencja „Technologia Elektronowa” – ELTE 2023, za główny cel postawiła sobie określenie możliwości rozwoju technologii związanych z szeroko rozumianą elektroniką i fotoniką, a także zdefiniowanie ich ograniczeń. W raporcie z kwietniowej konferencji zamieszczone zostały m.in. wnioski dotyczące uwarunkowań rozwoju fotoniki i technologii fotonicznych w Polsce, opracowane przez prof. dr hab. inż. Tomasza Wolińskiego z Politechniki Warszawskiej
