フォトニクスの力: 垂直農業から量子コンピューティングまで

英国で製薬会社の XNUMX 倍の人を雇用し、宇宙または「フィンテック」部門よりも多くの人を雇用している業界は? 答えはフォトニクスです。 フォトニクス リーダーシップ グループ (PLG) – この分野で 120 を超えるメンバーを代表する業界団体。 過去数年間、光技術やフォトニクスの無数のアプリケーションをすべて追跡し、照合してきました。 ほとんどが何百もの中小企業から出てきていることを考えると、これは簡単な作業ではありません。 

PLGによると 英国フォトニクス 2035 レポートによると、約 76 000 人がフォトニクス業界で英国全地域の 1200 の企業で雇用されており、毎年 14.5 億ポンドの売上高を生み出しています。 従業員 85 人あたり 000 ポンドの経済への総付加価値を持つフォトニクスは、20 番目に生産性の高い英国の製造部門である、と報告書は述べています。 英国の大学はこの分野の世界的リーダーであり、フォトニクスに関する世界の出版物の約 XNUMX% は英国発のものであると主張しています。

さらに、PLG は、フォトニクスが英国にとって 50 億ポンドの産業になり、100 年までにさらに 000 万人の直接雇用を生み出す可能性があると考えています。エネルギー、ヘルスケア、クリーンな輸送など、民間セクターの投資家と同様です」と、PLG の最高経営責任者であるジョン リンカーンは述べています。 実際、このグループは、将来、英国経済の約 2035% がフォトニクスに直接依存するようになると見積もっています。

PLG は、フォトニクスの認知度を高め、メンバーを代表するという素晴らしい仕事をしてきました。メンバーの多くは、大手の製薬会社や防衛会社のように政府や投資家に影響を与えるほど大きくはありません。 しかし、フォトニクスは非常に重要であり、病気の診断やレーザー手術から電気通信や高度な製造に至るまで、あらゆるものに光を利用しています。 フォトニクスは、製品やサービスが消費者や業界に価値をもたらすために不可欠です。

による EUのPhotonics21ネットワーク、フォトニクスの世界市場は650年に2020億ユーロの価値がありましたが、それはフォトニクスが製品に組み合わされたときに可能になるものです. スマートフォンの CCD やレンズ、または光学センサー、カメラ技術、LIDAR が自律走行車を可能にする方法について考えてみてください。 2020 年の SPIE のレポートによると、フォトニクスが可能にする市場の種類は、世界全体で実に 2 兆ドルに上ると見積もられています。

光の力

では、フォトニクスはどのような価値を提供し、フォトニクス企業はどのようなことを行っているのでしょうか? 最も明白な用途は光ファイバー通信で、この 50 年間で世界規模が縮小し、進歩が鈍化する兆しはありません。 ペタビットのデータ速度は数年前に達成されましたが、2017 年までにコーニングは 2035 億キロメートル以上のファイバーを出荷しました。 XNUMX 年までに、衛星内レーザーにより、地球低軌道の衛星コンステレーションが日常的に、世界中の最も遠隔地にさえも高速インターネットを提供できるようになります。

製造では、フォトニクスにより、材料、特に金属のデジタル切断、接合、マーキング、テクスチャリング、および 3D 印刷が可能になります。 一方、マシン ビジョンのおかげで、フォトニクスはレーザー切断や溶接などの自動化されたロボット システムに貢献しています。 実際、材料の産業処理は、約 11 億ポンドのレーザーの世界市場の約 XNUMX 分の XNUMX を占めています。

次に、制御された条件下で作物を積み重ねて栽培する「垂直農業」があります。 スペクトル的に最適化された発光ダイオードは、植物の成長を最適化し、  植物からの蒸発を減らします。つまり、屋外で栽培する場合よりもはるかに少ない水を必要とします。 垂直農法は農薬も排除します。

フォトニクスは非常に重要であり、病気の診断やレーザー手術から電気通信や高度な製造に至るまで、あらゆるものに光を利用しています

もちろん、基礎科学は、粒子加速器であれ、望遠鏡であれ、重力波検出器であれ、フォトニクスに依存しています。 実際、ノーベル物理学賞の半数以上が受賞しています。 過去25年間 フォトニクスの発見に関連しているか、フォトニクスをツールとして使用しています。

そして、フォトニクスに直接基づいているか、機能するためにフォトニクスを必要とする、量子コンピューティング、通信、および暗号化の全世界を忘れないでください。 それは本当に離陸し始めている業界です。 ロンドンを拠点とする会社 Orca、その 起業家大賞を受賞 は、2020 年に物理学研究所から、最初の量子コンピューターを英国国防省に販売しました。

現実世界のメリット

フォトニクスは、高効率の太陽光発電太陽電池のおかげで、世界が正味ゼロに到達するのにも役立っています。また、コンピューター シミュレーションと組み合わせた高度な LIDAR は、風力発電所の出力を高めることができます。 PLG の見積もりでは、フォトニクスによって新規および既存の風力タービンの効率が 1.5 ～ 2% 向上することが示唆されています。 これにより、わずかな追加費用で、15 年までに全世界で 2035 GW の発電容量が追加され、100 億ポンド以上の節約になります (ヒンクリー ポイント C 原子力発電所 XNUMX 基分にほぼ相当します)。

医療においても光は不可欠です。 レーザー矯正眼科手術がありますが、最近では大通りの眼鏡技師でさえ、膨大な数のフォトニクス ツールを使用しています。 Specsavers の私の地元の支店での最近の視力検査中に、私は眼鏡技師とチャットしました。彼は使用していた光コヒーレンストモグラフィー (OCT) システムの背後にある物理学についてあまり知らないようでしたが、画像に圧倒されました。彼は見ることができました。 さまざまな深さで眼の奥を画像化することにより、眼鏡技師は OCT を使用して、多くの場合深刻になる前に、さまざまな健康や視力の問題を安全に発見できます。

光ファイバー、光アンプ、原子時計で追跡可能なタイムスタンプはすべて英国の発明品です。 安全な量子通信は英国で開発されています。 実際、英国は、5G および 6G ネットワーク、さらにはその先において、次の安全で信頼できる通信革命の中心に立つ独自の立場にあると言えます。 PLG によると、2035 年までに、英国は再び重要な通信インフラストラクチャのグローバル プロバイダーになるでしょう。

私が言えることは、フォトニクスについてまだ知らなかったのであれば、今知ってほしいということだけです。