james mckenzie se maravilla con las maravillas de la fotónica, que es mucho más crucial para la vida cotidiana de lo que parece a primera vista
¿Qué industria emplea el doble de personas en el Reino Unido que la farmacéutica y más que los sectores espacial o "fintech"? La respuesta es la fotónica, según el Grupo de Liderazgo de Fotónica (PLG) – una asociación comercial que representa a más de 120 miembros en el campo. Durante los últimos años, ha estado rastreando y cotejando todas las innumerables aplicaciones de tecnologías ópticas o fotónicas. Esa no es una tarea fácil dado que la mayoría surge de cientos de pequeñas y medianas empresas.
Según el PLG Fotónica del Reino Unido 2035 informe, unas 76 000 personas están empleadas en la industria de la fotónica en 1200 empresas en todas las regiones del Reino Unido, lo que genera una facturación de 14.5 85 millones de libras esterlinas cada año. Con un valor agregado bruto a la economía de £000 20 por empleado, la fotónica es el quinto sector manufacturero más productivo del Reino Unido, según el informe. Las universidades británicas, afirma, son líderes mundiales en el campo, con alrededor del XNUMX% de las publicaciones mundiales en fotónica originadas en el Reino Unido.
Además, el PLG considera que la fotónica podría convertirse en una industria de 50 millones de libras esterlinas para el Reino Unido y generar 100 puestos de trabajo directos adicionales para 000. “Hay mucho más por venir si el gobierno del Reino Unido invierte en tecnologías transformadoras clave en fotónica en mercados verticales clave. como energía, atención médica y transporte limpio junto con inversionistas del sector privado”, dice el director ejecutivo de PLG, John Lincoln. De hecho, el grupo estima que alrededor del 2035 % de la economía del Reino Unido dependerá directamente de la fotónica en el futuro.
El PLG ha estado haciendo un gran trabajo creando conciencia sobre la fotónica y representando a sus miembros, muchos de los cuales no son lo suficientemente grandes por sí solos para influir en los gobiernos e inversores de la forma en que lo hacen las grandes empresas farmacéuticas y de defensa. Pero la fotónica es muy importante, ya que aprovecha la luz para todo, desde el diagnóstico de enfermedades y la cirugía láser hasta las telecomunicaciones y la fabricación avanzada. La fotónica es fundamental para hacer que los productos y servicios brinden valor a los consumidores y la industria.
Según la Red Photonics21 de la UE, el mercado mundial de la fotónica valía 650 millones de euros en 2020, pero son las cosas que permite la fotónica cuando se combinan en productos lo que es increíble. Piense en los CCD y las lentes de los teléfonos inteligentes o en la forma en que los sensores ópticos, la tecnología de cámaras y LIDAR permiten vehículos autónomos. Un informe del SPIE en 2020 estima que el tipo de mercados que permite la fotónica es realmente asombroso $ 2 billones a nivel mundial.
El poder de la luz
Entonces, ¿qué tipo de valor ofrece la fotónica y qué tipo de cosas hacen las empresas de fotónica? La aplicación más obvia son las comunicaciones por fibra óptica, que ha reducido el tamaño del mundo durante los últimos 50 años, sin signos de desaceleración del progreso. Las tasas de datos de Petabit se lograron hace unos años, mientras que para 2017 Corning había enviado más de mil millones de kilómetros de fibra. Para 2035, los láseres intrasatélites permitirán de forma rutinaria que las constelaciones de satélites de órbita terrestre baja entreguen Internet de alta velocidad en todo el mundo, incluso en los lugares más remotos.
En la fabricación, la fotónica permite el corte, unión, marcado, texturizado e impresión digital en 3D de materiales, especialmente metales. Mientras tanto, gracias a la visión artificial, la fotónica contribuye a los sistemas automatizados y robóticos, como el corte por láser y la soldadura. De hecho, el procesamiento industrial de materiales representa alrededor de un tercio del mercado mundial de láseres de aproximadamente 11 millones de libras esterlinas.
Luego está la "agricultura vertical", en la que los cultivos se cultivan en capas apiladas en condiciones controladas. Los diodos emisores de luz espectralmente optimizados pueden optimizar el crecimiento de las plantas y reducen la evaporación de las plantas, lo que significa que requieren mucha menos agua que si se cultivan al aire libre. La agricultura vertical también elimina los pesticidas.
La fotónica es muy importante, ya que aprovecha la luz para todo, desde el diagnóstico de enfermedades y la cirugía láser hasta las telecomunicaciones y la fabricación avanzada.
La ciencia básica, por supuesto, depende de la fotónica, ya sean aceleradores de partículas, telescopios o detectores de ondas gravitacionales. De hecho, más de la mitad de todos los premios Nobel de física otorgados en los últimos años 25 han estado relacionados con descubrimientos en fotónica o han utilizado la fotónica como herramienta.
Y no olvide todo el mundo de la computación cuántica, las comunicaciones y la criptografía, que se basa directamente en la fotónica o requiere fotónica para funcionar. Es una industria que realmente está empezando a despegar. La firma con sede en Londres Orca, cual ganó un premio de creación de empresas del Instituto de Física en 2020, acaba de vender su primera computadora cuántica al Ministerio de Defensa del Reino Unido.
Beneficios del mundo real
La fotónica también está ayudando al mundo a alcanzar el cero neto gracias a las células solares fotovoltaicas altamente eficientes, mientras que el LIDAR avanzado, combinado con la simulación por computadora, puede aumentar la producción de los parques eólicos. Las estimaciones de PLG sugieren que la fotónica aumentará la eficiencia de las turbinas eólicas nuevas y existentes entre un 1.5% y un 2%. Con un pequeño costo adicional, esto proporcionará una capacidad de generación adicional de 15 GW a nivel mundial para 2035, ahorrando más de £ 100 mil millones (aproximadamente el equivalente a cinco centrales nucleares Hinkley Point C).
La luz también es vital en la medicina. Existe la cirugía ocular correctiva con láser, mientras que incluso los ópticos de la calle utilizan una amplia gama de herramientas fotónicas. Durante una prueba ocular reciente en mi sucursal local de Specsavers, conversé con mi óptico, que no parecía saber mucho sobre la física detrás del sistema de tomografía de coherencia óptica (OCT) que estaba usando, pero quedó impresionado por las imágenes. el podria ver. Al obtener imágenes de la parte posterior del ojo a diferentes profundidades, los ópticos pueden usar OCT para detectar de manera segura una variedad de problemas de salud y de visión, a menudo antes de que se vuelvan graves.
La fibra óptica, los amplificadores ópticos y las marcas de tiempo rastreables de reloj atómico son invenciones del Reino Unido. Las comunicaciones cuánticas seguras están siendo pioneras en el Reino Unido. De hecho, diría que Gran Bretaña está en una posición única para estar en el centro de la próxima revolución segura y confiable de telecomunicaciones en redes 5G y 6G, y más allá. Según el PLG, para 2035, el Reino Unido volverá a ser un proveedor global de infraestructura de comunicaciones críticas.
Todo lo que puedo decir es que si aún no sabías sobre fotónica, espero que lo sepas ahora.
