James McKenzie Günlük yaşam için ilk göründüğünden çok daha önemli olan fotoniğin harikalarına hayret ediyor
Birleşik Krallık'ta hangi endüstri, uzay veya "fintech" sektörlerinden daha fazla ve ilaç sektöründen iki kat daha fazla insanı istihdam ediyor? Buna göre cevap fotoniktir. Fotonik Liderlik Grubu (PLG) – alanında 120'den fazla üyeyi temsil eden bir ticaret birliği. Son birkaç yıldır, optik teknolojilerin veya fotoniğin sayısız uygulamalarını izliyor ve harmanlıyor. Çoğunun yüzlerce küçük ve orta ölçekli işletmeden çıktığı düşünülürse, bu kolay bir iş değil.
PLG'lere göre İngiltere Fotonik 2035 Rapora göre, İngiltere'nin tüm bölgelerindeki 76 firmada fotonik endüstrisinde yaklaşık 000 kişi istihdam ediliyor ve her yıl 1200 milyar £ ciro elde ediliyor. Rapora göre, çalışan başına ekonomiye 14.5 £ brüt katma değer sağlayan fotonik, Birleşik Krallık'taki en üretken beşinci imalat sektörüdür. İngiliz üniversitelerinin, fotonik alanındaki küresel yayınların yaklaşık %85'sinin İngiltere'den çıkmasıyla, bu alanda küresel liderler olduğunu iddia ediyor.
Dahası, PLG, fotoniğin Birleşik Krallık için 50 milyar sterlinlik bir endüstri haline gelebileceğini ve 100 yılına kadar ek 000 doğrudan iş yaratabileceğini düşünüyor. PLG CEO'su John Lincoln, özel sektör yatırımcılarının yanı sıra enerji, sağlık ve temiz ulaşım gibi” diyor. Gerçekten de grup, Birleşik Krallık ekonomisinin yaklaşık %2035'ının gelecekte doğrudan fotoniğe bağlı olacağını tahmin ediyor.
PLG, fotonik farkındalığını artırmak ve üyelerini temsil etmek için harika bir iş çıkarıyor - birçoğu kendi başına hükümetleri ve yatırımcıları büyük ilaç ve savunma firmalarının yapabileceği şekilde etkilemek için yeterince büyük değil. Ancak fotonik, hastalık teşhisi ve lazer cerrahisinden telekomünikasyona ve ileri üretime kadar her şey için ışığı kullanan son derece önemlidir. Fotonik, ürün ve hizmetlerin tüketicilere ve sektöre değer katması için kritik öneme sahiptir.
Göre AB'nin Photonics21 ağı, fotonik için küresel pazar 650'de 2020 milyar € değerindeydi, ancak fotoniğin ürünlerle birleştirildiğinde sağladığı şeyler harika. Akıllı telefonlardaki CCD'leri ve lensleri veya optik sensörlerin, kamera teknolojisinin ve LIDAR'ın otonom araçları nasıl etkinleştirdiğini düşünün. 2020'de SPIE'den bir rapor, fotoniğin sağladığı pazar türlerinin dünya çapında gerçekten şaşırtıcı bir 2 trilyon dolar olduğunu tahmin ediyor.
Işığın gücü
Peki, fotonik ne tür bir değer sunuyor ve fotonik firmaları ne tür şeyler yapıyor? En bariz uygulama, son 50 yılda dünyayı hiçbir yavaşlama belirtisi göstermeden küçülten fiber optik iletişimdir. Petabit veri hızlarına birkaç yıl önce ulaşılırken, 2017'de Corning bir milyar kilometreden fazla fiber sevk etmişti. 2035 yılına kadar uydu içi lazerler, düşük Dünya yörüngesindeki uydu takımyıldızlarının dünya çapında en uzak yerlere bile yüksek hızlı internet sunmasına rutin olarak izin verecektir.
Üretimde fotonik, malzemelerin, özellikle metallerin dijital olarak kesilmesine, birleştirilmesine, işaretlenmesine, tekstüre edilmesine ve 3D yazdırılmasına olanak tanır. Bu arada makine görüşü sayesinde fotonik, lazer kesim ve kaynak gibi otomatik ve robotik sistemlere katkıda bulunur. Gerçekten de, malzemelerin endüstriyel olarak işlenmesi, kabaca 11 milyar sterlinlik küresel lazer pazarının yaklaşık üçte birini oluşturuyor.
Bir de ekinlerin kontrollü koşullar altında istiflenmiş katmanlar halinde yetiştirildiği “dikey tarım” var. Spektral olarak optimize edilmiş ışık yayan diyotlar, hem bitki büyümesini optimize edebilir hem de bitkilerden buharlaşmayı azaltır, yani açık havada yetiştirilenlere göre çok daha az suya ihtiyaç duyarlar. Dikey tarım, pestisitleri de ortadan kaldırır.
Fotonik, hastalık teşhisi ve lazer cerrahisinden telekomünikasyona ve gelişmiş üretime kadar her şey için ışığı kullanan son derece önemlidir.
İster parçacık hızlandırıcılar, ister teleskoplar veya yerçekimi dalgası dedektörleri olsun, temel bilim elbette fotoniğe bağlıdır. Gerçekten de, fizik alanında verilen tüm Nobel ödüllerinin yarısından fazlası son 25 yılda ya fotonikteki keşiflerle ilgiliydi ya da fotoniği bir araç olarak kullandı.
Doğrudan fotoniğe dayalı olan veya çalışması için fotoniğin gerekli olduğu tüm kuantum hesaplama, iletişim ve kriptografi dünyasını da unutmayın. Gerçekten yükselmeye başlayan bir sektör. Londra merkezli firma katil balina, Hangi iş kurma ödülü kazandı 2020 yılında Fizik Enstitüsünden, ilk kuantum bilgisayarını İngiltere Savunma Bakanlığına sattı.
Gerçek dünyadaki avantajlar
Fotonik ayrıca yüksek verimli fotovoltaik güneş pilleri sayesinde dünyanın net sıfıra ulaşmasına yardımcı olurken, gelişmiş LIDAR - bilgisayar simülasyonuyla birleştiğinde - rüzgar çiftliklerinin çıktısını artırabilir. PLG tarafından yapılan tahminler, fotoniğin yeni ve mevcut rüzgar türbinlerinin verimliliğini %1.5-2 oranında artıracağını gösteriyor. Çok az bir ek maliyetle, bu, 15 yılına kadar küresel olarak ek 2035 GW üretim kapasitesi sağlayacak ve 100 milyar sterlinden fazla tasarruf sağlayacak (kabaca beş Hinkley Point C nükleer enerji santraline eşdeğer).
Tıpta da ışık çok önemlidir. Lazerle düzeltici göz ameliyatı varken, bu günlerde cadde gözlükçüleri bile çok çeşitli fotonik araçları kullanıyor. Specsavers'ın yerel şubesinde yakın zamanda yaptığım bir göz testi sırasında, kullandığı Optik Koherens Tomografi (OCT) sisteminin arkasındaki fizik hakkında pek bir şey bilmiyor gibi görünen ancak görüntüler karşısında şaşkına dönen gözlükçümle sohbet ettim. görebiliyordu. Göz doktorları, gözün arkasını farklı derinliklerde görüntüleyerek, OCT'leri kullanarak bir dizi sağlık ve görme sorununu genellikle ciddileşmeden önce güvenli bir şekilde tespit edebilir.
Optik fiber, optik yükselticiler ve atomik saat izlenebilir zaman damgalarının tümü Birleşik Krallık buluşlarıdır. Birleşik Krallık'ta güvenli kuantum iletişimine öncülük ediliyor. Aslında, İngiltere'nin 5G ve 6G ağlarında ve ötesinde bir sonraki güvenli güvenilir telekom devriminin merkezinde yer alacak benzersiz bir konuma sahip olduğunu söyleyebilirim. PLG'ye göre, 2035 yılına kadar Birleşik Krallık bir kez daha kritik iletişim altyapısının küresel sağlayıcısı olacak.
Söyleyebileceğim tek şey, fotonik hakkında henüz bir şey bilmiyorsanız, umarım şimdi biliyorsunuzdur.
