«Laser. World of Photonics-2019». Впечатления участников

Лазерный рынок: диверсификация без потери 

Н.Л.Истомина, д.ф.-м.н., гл. редактор журнала «ФОТОНИКА»

Каждые два года, начиная с 1973-го, в Германии в Мюнхене открывает свои двери выставка «Laser. World of Photonics». Одновременно с выставкой проходит всемирный конгресс «World of Photonics», объединяющий несколько научных конференций. Широкое международное участие в «Laser. World of Photonics» лидеров рынка, руководителей предприятий и потребителей превращают это мероприятие в важнейшее международное событие для отраслевой промышленности и науки. На мюнхенской выставке можно встретить представителей как всех ведущих мировых производителей лазерной, оптической и оптико-электронной техники, так и предприятий – её потребителей, получить представление о развитии некоторых национальных рынков, почувствовать изменения промышленного рынка лазерных систем и сопутствующих компонентов. Заметна динамика развития выставки. В 2007 году в ней принимали участие 1008 экспонентов, в 2009-м – 1040, в 2017-м их число выросло до 1293 и в нынешнем году достигло 1325. Выставочная площадь расширилась до 5 павильонов, то есть составила приблизительно 55 тыс. квадратных метров. Ориентировочно, более 40% участников приехали из более чем 40 стран. Согласно официальному финальному отчету 60% посетителей прибыло из-за рубежа, выставку посетило приблизительно 34 тыс. человек (на прошлой выставке было 32 тыс.). По нашим представлениям, основанным на наблюдениях за посетителями, это число выросло за счет прироста количества участников конгресса (6 500 против 4070 в 2017г.).

Обозначился сдвиг интереса участников экспозиции. Два года назад трендами развития фотоники были провозглашены лазеры и лазерные системы для машиностроения, датчики и контрольно-измерительные оптические системы, технология изготовления оптики, а также биофотоника и медицинская техника. Эти направления остались основными горячими темами 2019 года, но акценты между ними сместились. Сильно возросло число экспонентов, демонстрировавших аппаратуру для биофотоники и медицинских применений, укрепилось направление оптической метрологии и визуализации, зато уменьшились размеры стендов и, соответственно, число единиц представленного оборудования производителей систем для создания и обработки сферической и асферической оптики и иных оптических компонентов. В металлообработке по-прежнему выделяются три приоритета: микрообработка, макрообработка и аддитивное производство. Короткие и ультракороткие импульсы продолжают оставаться основой лазерных индустриальных технологий, меняются лишь размеры источников (в сторону уменьшения) и укорачиваются длины волн используемого излучения.

Компания «IPG Photonics» продолжает демонстрировать свои возможности во всех индустриальных сферах. Но большая часть представленных ею на выставке в Мюнхене лазеров была предназначена все же для задач с небольшими энергетическими запросами. После того, как в волоконных лазерах многих компаний были достигнуты высокие показатели мощности, интерес к супермощным источникам упал. В экспозициях компаний − лидеров в производстве лазерных систем обработки материалов обнаружено смещение задач, выполняемых представленным ими оборудованием: от энергетически мощных лазерных станций для обработки алюминиевых и стальных материалов – к лазерным системам обработки меди, золота и пластмасс. Компания «Coherent» развернулась в сторону создания массового медицинского оборудования, «TRUMPF» – в сторону создания e-mobila, разрабатывая источники для сварки меди, фольги и пластмасс. Китайская компания «Han’s Laser» представила оборудование с лазерными источниками производства IPG, демонстрируя свои возможности в макро- и микрообработке. «Laserline» успешно развивает обработку крупногабаритных металлических изделий с помощью диодных лазеров, но готовится к расширению производства за счет использования мощных «синих» лазерных диодов нового класса. Об этом на пресс-конференции VDMA говорил д-р Кристоф Ульман, управляющий директор компании. Рассказывая о потенциале «синих» диодов, он подчеркнул, что история развития их технологии будет подобна истории развития технологии используемых ныне лазеров ИК- диапазона. Общедоступные мощные промышленные лазеры на ИК-длинах волн хороши для многих применений, но их способности ограничены тем, что некоторые металлы (медь, золото) отражают 90% или более ИК-излучения, падающего на их поверхность.

При сварке в режиме «замочной скважины» скорость лазерного луча должна тщательно контролироваться, чтобы предотвратить чрезмерное разбрызгивание из сварочной ванны. Высокая мощность ИК-лазера создает высокое давление паров металла в ванне расплава, что может привести к разбрызгиванию и созданию пустот в остывшей ванне расплава, а это ослабляет сварной шов. «Синий» лазерный диод обходит проблему пористости при сварке и способен соединять разнородные металлы (например, медь и алюминий, обладающие различными тепловыми и механическими свойствами).

Растущее использование волоконных лазеров в медицинских целях и для индустрии микроэлектроники является важным фактором роста их продаж. Хотя заметно желание компаний продвинуться от позиции производителя лазерных источников к позиции поставщика законченных изделий. Представитель «TRUMPF» на пресс-конференции объявил о новых решениях для микроэлектронного производства и электромобиля.

На той же пресс-конференции VDMA Геральд Хейн, управляющий директор рабочей группы «Лазеры и лазерные системы в процессах обработки материалов», озвучил неутешительные для производителей СО2-, твердотельных и диодных лазеров цифры падения рынка: в 2018 году общемировой рынок продаж лазерных систем для обработки материалов упал на 11,7%, в том числе немецкий рынок продаж – на 1,3%.

Поэтому мы наблюдаем в крупных лазерных компаниях диверсификацию производства. Можно сказать, что в лазерной индустрии произошла смена лиц, но позиции игроков не изменились. И наиболее важными игроками на рынке лазеров остаются «IPG Photonics», «Coherent/Rofin», «Newport» и «Trumpf».

Спрос в промышленности упал, зато растет рынок автоматизированного визуального контроля и машинного зрения. Другие темы привлекают внимание производителей: лидарная техника, автомобильная навигация, мультимедийные технологии, архитектура в сочетании с искусственным интеллектом. Это вызвано, с одной стороны, тем, что визуализация является ключевой технологией автоматизации. С другой − тем, что крупнейшим заказчиком европейской индустрии визуализации является автомобильная промышленность, столп немецкой экономики. Следующей за автомобильной индустрией по значимости стоит микроэлектронная индустрия, за ней – системы безопасности (индустрия охранных услуг и технологий быстро развивается). Самые важные сегодня применения оптической визуализации в системах безопасности – это терагерцевые технологии, автоматизированная идентификация личности, методы биометрической идентификации, анализ отпечатков пальцев, нашлемные дисплеи.

По мнению авторитетных экспертов, мы стали свидетелями взрывного роста интереса к устройствам виртуальной и дополненной реальности (VR/AR). «Apple», «Amazon» и «Intel» активно рекрутируют оптиков в крупных университетах. «Microsoft» убежден, что смешанная реальность – это новая вычислительная платформа, нацеленная на нужды предприятий, а не на игрушки потребителей. Большая часть расходов при разработке приходится на программное обеспечение и контент. Но и для производителей лазеров, оптики или датчиков на развивающемся рынке смешанной реальности открываются большие перспективы.

Стоят вопросы оптимизации оптических схем, размеров и веса оборудования, терморегулирования. Существует проблема выбора источника − предполагается, что это могут быть VCSEL-лазеры или OLED. Нет определенного решения по форме лазерных фазовых панелей, нужна лучшая комбинация оптики слежения за расположением зрачка (eye-tracking) и соединения с 3D-датчиками положения. Для разработчиков основной интерес представляют волноводы и технологии слежения за вергенцией глаз (движение линий фиксации обоих глаз в противоположных направлениях) и цикловергенцией (движение меридианов сетчатки обоих глаз).

Довольно значительный сектор экспонентов представляли датчики. Среди них – волноводные датчики на основе MOMS-технологии (микро-оптомеханические системы, преобразующие механическое движение мембраны в оптический сигнал с меняющейся фазой света); датчики на основе FBG-технологий (фильтры в виде фазовой решетки, пропускающей излучение на тех длинах волн, которые не находятся в резонансе с решеткой, и отражающей излучение с длиной волны, удовлетворяющей условию Брэгга); датчики регистрации фотонов, в их ряду – датчики регистрации радиоактивных веществ на основе ФЭУ-технологий, плазмонных волн и т.д. Были представлены датчики для технического зрения, например, для контроля процесса селективного лазерного отжига омических систем для формирования контакта карбид-кремниевых силовых полупроводников.

Поскольку с развитием интереса к оптическим компонентам неразрывно связано внимание к оптическим покрытиям, то заметно увеличилось число компаний − производителей мишеней для систем вакуумного нанесения оптических покрытий, и, кроме того, все метрологические фирмы экспонировали оборудование для задач измерения топографии оптических поверхностей. Большое внимание посетителей выставки привлекали разработки, в которых кроется ноу-хау: адаптивная оптика, объективы с двумя фокусами, устройства прямой полировки с ионно-лучевой коррекцией, устройства для сращивания поляризационных волокон с фотодиодами для волоконно-оптического зондирования, FBG-датчики.

Известно, что высокими темпами растет объем информационных данных, производимый обществом. По прогнозам, этот объем к 2025 году составит 163 зетабайт. Поэтому оптическая связь и информационные технологии остаются в центре внимания. Возможности оптической передачи (80 Тбит/сек) на большие расстояния с малыми потерями уже сделали оптическую связь гораздо более привлекательной, чем электрическая передача (50 Мбит/сек). На выставке были представлены производители преформ, установок для вытяжки волокна, оборудования для склейки волокон.

Интересно было ознакомиться с разработками, победившими в конкурсе выставки. Среди них датчик в виде линейной решетки графеновых фотоприемников с очень низким уровнем шума в широком спектральном диапазоне (400-1800 нм) для гиперспектральной съемки; синий лазер «NUBURU» мощностью 500 Вт для обработки отражающих металлов; волоконный лазер «ALCOR» высокой средней мощности, излучающий сверхкороткие фемтосекундные импульсы (до 100 пс) с высокой частотой повторения (стандарт 80 МГц) на длине волны 920 нм и/или 1064 нм в компактном корпусе; устройство генерации свободно плавающих голографических изображений. Демонстрация последнего собирала толпу посетителей, пытающихся понять, как создаётся захватывающее зрелище. Реализованная в нем технология отображения «APICBEAM» была анонсирована в прошлом году. В отличие от традиционных технологий, информация об изображении не отображается на двухмерной поверхности, а кодируется в виде тонкой линии света с использованием оптического рассеяния. При этом изображение кажется подвешенным в пространстве как голограмма.

Оформление выставочных стендов тоже заслуживает отдельного внимания. Индустриальные лидеры не изменили своего стиля, а вот компания «Ocean Optics» сменила колор с бело-голубого на черно-белый. Солидно и внушительно – как всегда – выглядели большие коллективные стенды США, Великобритании, Франции, Китая. Золотом и стеклянным глянцем открытых лазерных систем и оптических компонентов сверкал общий национальный стенд литовских лазерных компаний. В стильных лаконичных тонах был выдержан дизайн белорусского стенда. Но никаких восторженных слов мы не можем сказать в адрес российской национальной экспозиции – она выглядела довольно бедно и бледно. Впрочем, она, наверное, и не могла выглядеть иначе, т.к. в отличие от вышеперечисленных национальных коллективных стендов не имела никакой господдержки.

Параллельно с выставкой проходил научный конгресс, его программа объединила семь субконференций, спектр их тем охватывал фундаментальные исследования и прикладные разработки в различных областях фотоники:

• CLEO/Europe-EQEC – конференция по лазерам и электрооптике и Европейская конференция по квантовой электронике. Фокус мероприятия направлен на разработки лазерных источников, волоконную оптику, нелинейную оптику, оптические телекоммуникации, нанофотонику и терагерцевые источники.
• Европейская конференция по биомедицинской оптике (ECBO). Ее тематика была посвящена последним тенденциям в медицинской визуализации.
• Конференции по оптическим технологиям: конференция по производству и испытаниям оптических систем и конференция по оптофлюидике, интеграции оптики и микрофлюидики.
• Конференция по индустриальным лазерам (LiM) с традиционной для неё тематикой.
• Конференция «Оптическая метрология», где обсуждались последние тенденции в области измерительных систем и оптической метрологии, видеометрии и моделирования, а также растущий рынок автоматизированного визуального контроля и машинного зрения.
• Конференция по цифровым оптическим технологиям с центром внимания к новой оптике для систем дополненной, смешанной и виртуальной реальности, вычислительной оптике для отображения и визуализации, цифровой оптике.
• Конференция по визуализации и прикладной оптике, посвященная оптическому зондированию и визуализации, математике в визуализации и расчетах распространения излучения через атмосферные и океанические среды, использованию адаптивной оптики.

Открывшей Конгресс ключевой темой стал доклад профессор К. Данцмана «Слушая Вселенную вместе с гравитационными волнами». Похоже, научным сообществом провозглашена ориентация на астрономическое приборостроение. Осталось подождать результатов его использования. 

«Laser. World of Photonics-2019». Впечатления участников

ООО «АВЕСТА» принимает участие в выставке «Laser. World of Photonics» в Мюнхене уже, наверное, в 7-й раз. Стоит отметить растущий интерес к фемтосекундным лазерам для микрообработки различных материалов, появление новых стартапов и технологий в этой сфере, создание европейских консорциумов для разработки сверхмощных фемтосекундных лазерных систем киловаттного уровня средней мощности. Программа сопутствующих выставке конференций позволила оценить последние тренды в научном мире − одном из основных наших целевых рынков. В течение недели в Мюнхене активно обсуждались проблемы разработки новых мощных лазерных источников в среднем ИК-диапазоне, генерация аттосекундных импульсов, развитие лазеров на свободных электронах, терагерцовые высокоинтенсивные источники и их применения.

Из негативных сторон стоит отметить отсутствие в этом году поддержки российской коллективной экспозиции со стороны государственных органов. Наш скромный коллективный стенд ЛАС не особо выделялся на фоне национальных экспозиций таких стран, как Литва, Польша, Финляндия и др. Причиной отказа в поддержке явилась задержка с подписанием нужных документов до мая этого года. Выставка, к сожалению, не могла ждать. Надеемся на поддержку в 2021 году и уже начинаем над этим работать совместно с ЛАС и Экспоцентром. Приглашаем присоединиться к этой работе всех желающих и поехать в Мюнхен 2021 с поддержкой!

М.А.Конященко, зам. директора по продажам ООО «Авеста», Москва

∗∗∗

Мюнхенская «Laser. World of Photonics-2019» − уже четвёртая для компании «FEDAL». Поскольку эта выставка проходит раз в два года, то перемены, происходящие на европейском и мировом рынках фотоники, ощущаются сильнее. Мы являемся производителями лишь части лазерных систем – систем электропитания. Соответственно, наши клиенты − либо интеграторы, либо разработчики, либо серийные производители. С первыми двумя категориями клиентов работать проще, так как в начале работы существует больше точек входа. С производителями ситуация сложнее, так как их продукция обычно базируется на уже готовых технических решениях. В 2017 году на выставке было замечено больше компаний-интеграторов и разработчиков (в том числе исследователей) и меньше производителей – конечно, если не брать в расчет компании-гиганты, такие, как, например, «Trumpf». В этом же году появилось больше компаний-производителей с готовыми решениями. Это, на наш взгляд, говорит о том, что мировой рынок фотоники находится в движении и средний цикл от разработки до коммерческой реализации у многих компаний составляет два года и менее. К сожалению, на российском рынке такая тенденция не наблюдается.

Не могу не отметить достаточную осторожность европейских компаний при покупке продукции российского производства. Поскольку «FEDAL» зарекомендовал себя надежным поставщиком, то у существующих клиентов компании не возникает сомнений по поводу наших возможностей, но у многих посетителей стенда наблюдалась небольшая обеспокоенность при покупке товара из России. Обратное можно было заметить у представителей стран азиатского региона и Индии – они настроены положительно по отношению к России как стране происхождения приобретаемой продукции.

В целом выставка произвела приятное впечатление развитием рынка фотоники, количеством профессионалов и специалистов, её посетивших, и обилием компаний, которые работают в разных секторах рынка.

З.С.Павлова, исполнительный директор ООО «ФЕДАЛ», С.Петербург

∗∗∗

Цель участия АО «ЛЛС» в «Laser. World of Photonics» − усиление присутствия на европейском рынке и налаживание деловых контактов для продвижения отечественных разработок за рубежом. В составе российской экспозиции «ЛЛС» представила участникам и гостям выставки разработки и готовые решения лазерно- и волоконно-оптических технологий российского производства: активные волокна, нелинейные волокна; волокна с сохранением поляризации; волокна со специальными покрытиями. Выставочные образцы привлекли на стенд компании посетителей со всего мира. Технологи, инженеры, технические директора компаний из автомобильной, авиационной, металлообрабатывающей, машиностроительной отраслей промышленности могли ознакомиться с широким ассортиментом российской продукции. Особый интерес вызвала возможность протестировать разработанный в «ЛЛС» источник суперконтинуума, излучающий в диапазоне 400-2400 нм.

Во время выставки были проведены переговоры с потенциальными и уже существующими партнерами – «Lightcomm Technology», «NYFORS», «Ophir», «BWT», «NKT Photonics», «II-VI Incorporated», «AA OPTO-ELECTRONIC».

      Н.В.Буров, генеральный директор АО «ЛЛС» , С.Петербург

    ***

Российский сектор выставки был небольшим, но представительным. У стендов фирм «Авеста», «РМТ», «Лазерный центр» не прекращался массовый поток посетителей.

Из новых тенденций, проявившихся в Мюнхене-2019, можно выделить ускоренное развитие промышленных лазерных технологий применения фемтосекундных лазеров для обработки различных материалов – стекла, керамики, полупроводников. Причем на стендах ряда фирм предоставлялась возможность провести пробную обработку, например, на станке французской компании «Fibercryst SAS». Интересным показалось решение фирмы «Amplitude» применить гибкий световодный кабель производства «GLOphotonics» для передачи излучения fs-лазера в зону обработки.

Нельзя не заметить рост присутствия лазерной отрасли КНР − от фирм-лидеров в производстве промышленных технологических лазерных станков («HANs Laser») и волоконных лазеров («Raycus») до многочисленных производителей различных оптических элементов и кристаллов.

Из уникальной новой продукции можно отметить активную керамику большого размера – 6-дюймовые диски Nd:YAG и пластины 20x20х2 cм, впервые показанные японской фирмой «JX Nippon Mining & Minerals». Применение таких активных элементов открывает возможности создания новых видов мощных твердотельных лазеров.

На большом научном конгрессе, где было представлено огромное количество (3661) устных и стендовых докладов, участники могли получить интересную информацию, обсудить темы научных исследований в области фотоники на семи конференциях и на прикладных панелях приложений − от базовых до прикладных исследований.

Европейский венчурный форум по фотонике провел двухдневную конференцию для инновационных фирм и стартапов по темам передачи знаний, привлечения капитала, коучингу и наставничеству, а также практические презентации инновационных предложений и обсуждение множества вопросов от инвесторов о стартапах и их продуктах.

Выставка «ЛАЗЕР’2019» стала выдающимся событием в жизни Европы, которое определило тренды в области фотоники, направления исследований и программы развития многих высокотехнологичных отраслей народного хозяйства на годы вперед. Остается только удивляться тому, что отечественные ФОИВы не обратили внимание на это событие, не оказали никакой поддержки российским предприятиям и организациям, участвовавших в выставке (в отличие от прошедшей 2 года назад «LASER'2017»).

Хочется надеяться, что в России будет принята специальная программа и проведена соответствующая подготовка к следующей мюнхенской выставке – «LASER'2021». Академия наук, министерства и корпорации смогут направить туда делегации ведущих экспертов и поддержать предприятия-экспоненты, а огромный массив научно-технической информации будет тщательно собран и проанализирован для разработки стратегических комплексных планов научно-технологического развития нашей страны.

С.Н.Соколов, зам. ген. директора ООО «НПП «Инжект», Саратов