Í rannsókn á ljóseindaiðnaðinum hefur International Society for Optical Engineering (SPIE) komist að niðurstöðu: fjögur lönd - Kína, Bandaríkin, Þýskaland og Japan, framleiðsla á næstum 75% af ljóseindaíhlutum heimsins. Og Kanada, með djúpstæðan grunn rannsóknar- og iðnaðargetu, heldur áfram að keppa um alþjóðlega markaðshlutdeild á þessu sviði.
Með landfræðilegt svæði 9.984.670 ferkílómetrar er Kanada næst á eftir Rússlandi og Suðurskautslandinu. Öfugt við Litháen, sem er þekkt fyrir „lítinn en fallegan“ ofurhraðan leysitækniiðnað sinn, virðist Kanada vera sterkt á ýmsum ljóseindasviðum - bæði hvað varðar rannsóknargetu og innviði, sem og iðnaðar-fræðilega klasastarfsemi.
Samkvæmt Canadian Photonics Society (CPC), státar landið af meira en 400 fyrirtækjum á þessu sviði, með meira en 20,000 manns í vinnu í heildina og skila um það bil 4,6 milljörðum Bandaríkjadala í árlegar tekjur fyrir landið. Það hefur að meðaltali 10% vöxt á þessu sviði og flytur 65% af vörum sem það þróar út á heimsmarkaðinn. Það er ekkert slor þegar kemur að rannsóknargetu þar sem meira en tugur rannsóknastofnana einbeita sér að því að taka þátt í ljóseindafræðirannsóknum.
Ljóseindatækniiðnaðurinn á sér langa hefð hér á landi og sýnir mjög virkan frumkvöðlavettvang.
Samkvæmt tölfræði sem tekin er saman úr fyrri gögnum hefur Kanada gegnt brautryðjendahlutverki á alþjóðlegu ljóseindasviði undanfarin 60 ár. Til dæmis setti Bell Northern Research upp fyrsta ljósleiðaranetið árið 1976 og náði því umtalsverðum framförum á grundvelli áratugar rannsókna á ljósleiðara. Þessar rannsóknir ollu síðar goðsagnakenndu spunafyrirtæki sem þróaðist fljótt í alþjóðlegan aðila í fjarskiptaiðnaði: Nortel Networks Corporation.
Nortel Networks er kanadískur „þjóðargersemi“ - þó að það hafi verið leyst upp í löngu gjaldþrotsferli sem hófst árið 2009, heldur tæknileg arfleifð þess og hugarfari áfram að hafa mikil áhrif á vistfræði sjóntækjaiðnaðar í Kanada: í dag, í kanadíska sjóntækjaiðnaðinum. , það er hægt að finna fyrirtæki sem hefur veruleg áhrif á greinina. Ljóstækniiðnaður Kanada er að finna í fjölda lítilla og meðalstórra fyrirtækja (SME) sem eiga rætur sínar að rekja til Nortel-tímabilsins.
Auk þessara lítilla og meðalstórra fyrirtækja er ljóseindasviðið í Kanada studd af heilu vistkerfi háskóla, rannsóknastofnana, innlendra og erlendra birgja og samstarfsfyrirtækja. Þetta vistkerfi er sérstaklega virkt á milli Quebec og Ottawa og veitir sterkan stuðning við ljóseindarannsóknir og þróun í Kanada.
Ontario er þekkt fyrir lífljóseindafræði en Quebec er þekkt fyrir skynjun. Ottawa-svæðið, sem venjulega er miðstöð ljóseindaiðnaðarins í Ontario, er heimili þekktra fjarskiptafyrirtækja eins og Nortel, JDS Uniphase, Cisco og Alcatel-Lucent Canada. Ljóseindaiðnaðurinn í Quebec einkennist af litlum og meðalstórum fyrirtækjum sem eru mjög fjölbreytt og ná yfir mörg notkunarsvið.
Líflegt vísinda- og frumkvöðlasvið
Sama frá hvaða sjónarhorni eða stigi þú horfir á það, eitt er ljóst - kanadíski ljóseindaiðnaðurinn hefur ekki bara langa hefð, hann hefur einnig mikla áherslu á framtíðina.
Reyndar hafa Kanadamenn lengi tengt leysigeisla við ljósleiðara. Frá því seint á sjöunda áratugnum hafa kanadískar rannsóknir og iðnaður lagt mikið af mörkum til fjarskiptabyltingarinnar sem byggir á trefjum og leysir. Þess má geta að fyrsti CO2 leysirinn í heiminum er einnig upprunninn í Quebec, Kanada. seint á sjöunda áratugnum fann Jacques A. Beaulieu upp aflmikinn gasleysir, eða CO2 TEA leysir, í stuttu máli, sem örvar lárétt við loftþrýsting. Þessi uppfinning sýndi ekki aðeins fram á forystu Kanada í leysitækni, heldur var hún einnig mikilvæg tæki og vettvangur fyrir síðari ljóseindarannsóknir.
Í Québec er ljósfræðirannsóknum víða fylgt og studd: þær eru framkvæmdar hjá National Institute of Optics of Canada (INO), Centre d'Optique, de Photonique et de Lumière (COPL) við Université Laval, Centre de Recherche et al. de Développement de la Défense (DRDC), og við átta aðra háskóla sem staðsettir eru á Québec svæðinu.
Þessar stofnanir eru ekki aðeins að þjálfa næstu kynslóð vísindamanna, þær eru einnig að ýta á landamæri rannsókna og gefa tilefni til fjölda sprotafyrirtækja - þriðjungur af 220 fyrirtækjum sem taka þátt í ljóseindatækniiðnaðinum í Quebec eru yngri en 10 ára. Þessi 220+ fyrirtæki eru aftur á móti 50% af ljóseindaiðnaðinum í Kanada, sem hvert um sig útvegar ljóseindaforrit í 3-4 mismunandi atvinnugreinum.
Nokkur af leiðandi ljóseindafyrirtækjum Kanada
Í mars 2022 fjárfesti kanadíska ríkið 240 milljónir kanadískra dollara (187 milljónir dala) til að efla hálfleiðara- og ljóseindageirann í landinu í von um að bæta stöðu sína á heimsmarkaði. Þetta varð lykilþróunarpunktur í þróun ljóseindatækni þess.
Í dag, á sviði ljóseindafræði í Kanada, auk ljóseindakerfa, samþættra ljóseindaíhluta og sértrefja, er mið-innrauð leysitækni ein af þeim tækni sem vekur mikla athygli. Sprotafyrirtæki eins og LumIR Lasers, stofnað árið 2019 með skýr og metnaðarfull markmið, eru tileinkuð lýðræðisvæðingu miðinnrauðrar tækni, auk þess að koma á nýrri leysibyltingu í öllum iðngreinum.
Femtum, aftur á móti, fyrirtæki sem spunnið var út úr Center for Optics, Photonics and Lasers í Laval háskólanum árið 2017, ætlar einnig að þróa meðalinnrauða trefjalasa á bylgjulengdarbilinu 2.8-3,5 míkron, með púlslausum leysirum sem geta nýtt nákvæmni vinnslu á efnum sem ekki eru úr málmi, svo sem þunnfilmumynstur eða fjölliða- og hálfleiðaravinnslu, til að bæta framleiðslu hátækniframleiðsluiðnaðar eins og afköst hálfleiðara og arðsemi fjárfestingar.
OPTONIQUE klasi
Í landi með svo víðfeðmt landfræðilegt rými er myndun iðnaðarklasa eðlileg framþróun.
The Pavilion of Optics and Photonics (POP), sem opnaði árið 2006 við Laval háskólann í Quebec City, er heimkynni Center for Optics, Photonics and Lasers og þjónar sem stjórnsýsluskrifstofa Canadian Institute for Photonic Innovation.
Quebec Photonics Network (QPN), sjálfseignarstofnun ljóstækniframfara sem ekki er rekin í hagnaðarskyni, þjónar sem net- og upplýsingamiðstöð tileinkað því að leiða saman fyrirtæki, ríkisdeildir og stofnanir sem taka þátt í ljóseindaiðnaðinum á svæðinu.
The Center for Optics, Photonics and Lasers (COPL) er stærsta háskólarannsóknarmiðstöð Kanada í ljósfræði/ljóseðlisfræði.
OPTONIQUE Quebec þyrpingin, stofnuð árið 2017, hefur einnig orðið lykilhnútur í þróun ljóseindaiðnaðarins í Kanada. Klasinn sameinar þátttakendur frá mismunandi sviðum, þar á meðal sprotafyrirtækjum, litlum og meðalstórum fyrirtækjum, fjölþjóðlegum fyrirtækjum, rannsóknastofnunum og háskólum, og byggir upp stuðningsnet fyrir sprotafyrirtæki til að flytja frá akademíu til markaðarins. Mörg ung fyrirtæki hafa náð góðum árangri frá byrjunarstiginu yfir í uppbyggingarstigið og hafa haslað sér völl á alþjóðlegum markaði.
Að meðaltali koma tveir þriðju hlutar sölu aðildarfyrirtækja OPTONIQUE klasans frá útflutningi. Quebec og Kanada eru með glæsilegt net viðskiptaskrifstofa um allan heim, svo sem í München og Berlín í Þýskalandi.
OPTONIQUE klasinn sýnir vörur sínar reglulega á vörusýningum eins og LASER World of PHOTONICS í München, Þýskalandi, með sérstökum hluta tileinkuðum Kanada. Fyrir alþjóðleg sprotafyrirtæki eru jafnvel til forrit sem gera þeim kleift að samþætta fræðilegum tengdum útungunarvélum, svo sem hitakassa og gaspedala sem einbeita sér eingöngu að ljóseinda- og skammtatækni - eins og Quantino.
Canadian Photonics Fabrication Center (CPFC)
CPFC er hreint III-V hálfleiðara steypa, rekið af National Research Council of Canada, með fullkomnustu framleiðslu- og mælitækni.
Til að bregðast við hálfleiðaraáskorun ríkisstjórnar Kanada og CPFC endurnýjunaráætluninni, veitir CPFC sérfræðiþekkingu og innviði til fyrirtækja og rannsóknastofnana og tekur reglulega að sér alþjóðleg samstarfsverkefni.
CPFC teymið, eina opinberlega starfrækta hálfleiðarasteypuna í Norður-Ameríku, sérhæfir sig í hönnun og framleiðslu á tækjum sem eru framleidd úr indíumfosfíði (InP), gallíumarseníði (GaAs), gallíumnítríði (GaN) og öðrum efnum. Þjónusta þess felur einnig í sér hönnun og framleiðslu á ljósrænum samþættum hringrásum (PIC) og stakum ljóseindabúnaði, þar á meðal leysira (DFBs / BHETs), skynjara, magnara og mótara. cPFC heldur úti bókasafni með staðfestri tilvísunarhönnun, þar á meðal tilbúnum útfærslum, sem hægt er að snerta nýjar vinnslukeðjur.
Canadian Photonics Industry Consortium (CPIC)
Canadian Photonics Industry Consortium (CPIC) er viðskiptadrifin ljóseindaskiptastofnun sem nær yfir alla virðiskeðjuna frá rannsakendum til ljóseindafyrirtækja og endanotenda. Markmið þess er að útvega net notenda, ljóseindaiðnaðar, háskóla og stofnana með það að markmiði að flýta fyrir vexti kanadísks iðnaðar með ljóseindatækni.
Ríkisstjórn Kanada styður nú þróun þriggja nýsköpunarmiðstöðva með áherslu á (1) skammtatækni fyrir fjarskipti, skynjaratækni eða tölvumál, (2) hálfleiðara og stafræna tækni og (3) rafhlöður og hreina tækni. Á öllum þessum sviðum eru sprotafyrirtæki, lítil og meðalstór fyrirtæki og stór fyrirtæki virkir að kynna og staðsetja ljóseindalausnir. Þessar miðstöðvar auðvelda fjármögnun og áhættufjármagni fyrir sprotafyrirtæki sem starfa á ofangreindum sviðum.
Með meira en 400 ljóseindatæknifyrirtækjum, hvernig getur Kanada „vaxið vistkerfið“?
(Heimild: Canadian Photonics Consortium; Grafík: Wikipedia-Laser)
Ljósfræðimenntun og færniþjálfun í Kanada
Margir kanadískir háskólar hafa ljóseindahópa eða miðstöðvar. Algonquin háskólinn í Ottawa býður upp á diplóma- og BS-nám en nemendur við Laval háskóla geta unnið sér inn meistaragráðu í lífljóseindafræði. McMaster háskólinn í Hamilton, Ontario, er með BA gráðu í hagnýtri verkfræði í ljóseðlisfræði og Háskólinn í Waterloo í Waterloo, Ontario, býður upp á menntunarskírteini fyrir fagfólk í ljóseðlisfræði. Brock College í St. Catharines, Ontario býður jafnvel upp á útskriftarskírteini í leysigeislum.
Á heimsvísu er ljóseindafræði svið sem hefur almennt verið plága af skorti á þjálfuðum verkfræðingum og tæknimönnum. CPC segir að það sama eigi við í Kanada: "Það er ekki mikil útsetning fyrir ljóseindatækni fyrir grunn- og framhaldsskólanema, annað en háskólanám. "
Þýtt með www.DeepL.com/Translator (ókeypis útgáfa)
