Фотоника на халкогенидно стъкло през 2025 г.: Преобразяване на инфрачервените приложения и захранване на следващата вълна от фотонни устройства. Проучете пазарните сили, пробивните технологии и стратегическия изглед, които оформят бъдещето на индустрията.

• Резюме: Основни тенденции и пазарен преглед за 2025 г.
• Размер на пазара, темп на растеж и прогнози за 2025–2030 г.
• Основни приложения: Инфрачервено сензорна технология, изображения и повече
• Технологични иновации: Материали, фабрикация и интеграция
• Конкурентна среда: Водещи играчи и стратегически ходове
• Развития в веригата на доставки и производството
• Появяващи се пазари и регионални възможности
• Предизвикателства: Лимитации на материалите, мащабируемост и разходи
• Регулаторни, стандартни и индустриални инициативи
• Бъдещ поглед: Разрушителни тенденции и дългосрочни прогнози
• Източници и референции

Резюме: Основни тенденции и пазарен преглед за 2025 г.

Фотониката на халкогенидно стъкло е на път да постигне значителни напредъци през 2025 г., движена от уникалната инфрачервена (IR) прозрачност на материала, високия рефракционен индекс и нелинейните оптични свойства. Тези характеристики все повече се използват в приложения, обхващащи телекомуникации, сензори, отбелязване и нововъзникващи квантови технологии. Глобалният пазар наблюдава увеличение на търсенето на компоненти на база халкогенидно стъкло, особено в областта на фотониката в средния инфрачервен диапазон (mid-IR), където традиционните силициеви материали не отговарят на изискванията.

Основни играчи в индустрията като SCHOTT AG и Amorphous Materials Inc. продължават да разширяват портфолиото си от халкогенидно стъкло, доставяйки масови материали, влакна и прецизна оптика за IR изображения, спектроскопия и лазерни системи. SCHOTT AG е инвестирала в увеличаване на производството на IR-пропускащи халкогенидни стъкла, насочвайки се към защитния и индустриалния пазар. Междувременно, Amorphous Materials Inc. остава ключов доставчик на специализирани халкогенидни стъкла за персонализирани оптични компоненти, поддържайки бързо прототипиране и производство в малки обеми за научни изследвания и търговски клиенти.

През 2025 г. интеграцията на халкогенидно стъкло в фотонни интегрирани схеми (PIC) се ускорява, като компании като LioniX International и Leonardo S.p.A. проучват тяхното използване в следващото поколение сензори и източници на светлина на чип. Тези усилия се подкрепят от текущи сътрудничества с изследователски институти и държавни агенции, целящи да преодолеят предизвикателствата в производството и да подобрят надеждността на устройствата. Прилагането на влакна от халкогенидно стъкло за доставки на mid-IR лазери и за мониторинг на околната среда също се разширява, като Leonardo S.p.A. активно разработва решения на база влакна за аерокосмически и охранителни приложения.

В перспектива, изходът на халкогенидната фотоника остава стабилен. Очаква се секторът да се възползва от увеличените инвестиции в квантова фотоника, при която нелинейните свойства на халкогенидните материали позволяват ефективно генериране и манипулиране на фотони. Освен това, стремежът към напреднали медицински диагностики и сензори за околната среда вероятно ще подтиква допълнителна иновация в IR компонентите на базата на халкогенидно стъкло. Със зрялостта на производствените процеси и стабилизацията на веригите за доставки, индустрията е на път да предложи по-икономични и мащабируеми решения, позиционирайки халкогенидната фотоника като основен компонент на бъдещите фотонни технологии.

Размер на пазара, темп на растеж и прогнози за 2025–2030 г.

Секторът на фотониката от халкогенидно стъкло е на път да постигне значителен растеж между 2025 и 2030 г., движен от разширяващите се приложения в инфрачервената (IR) оптика, влакна лазери, сензори и телекомуникации от следващо поколение. Халкогенидните стъкла, съставени предимно от сяра, селен или телур, са ценни заради своята широка инфрачервена прозрачност, високи рефракционни индекси и нелинейни оптични свойства. Тези характеристики ги правят незаменими в области като термални изображения, мониторинг на околната среда и фотоника в средния инфрачервен диапазон.

Към 2025 г. глобалният пазар на халкогенидна фотоника се оценява на ниския стотици милиони долара, с прогнозирана годишна темп на растеж (CAGR) в високите единични до ниските двойни проценти до 2030 г. Този растеж е подкрепен от нарастващото търсене на IR оптика в защита, автомобилостроене (особено за LiDAR и нощно виждане) и медицинска диагностика. Процъфтяването на фотонните интегрирани схеми и влакноподобни устройства в средния IR диапазон също ускорява приемането им.

Ключовите играчи в индустрията включват SCHOTT AG, германски мултинационален, признат за своето напреднало специализирано стъкло и халкогенидни материали, и Amorphous Materials Inc., производител от САЩ, специализиран в халкогенидни стъклени платна и IR оптика. Oxford Instruments също е активен в сектора, предоставяйки технологии за възможност за производство на халкогенидно стъкло и интеграция на устройства. В Азия, HOYA Corporation е забележителен доставчик на специализирани оптични материали, включително халкогенидни стъкла за IR приложения.

В последните години се наблюдава нарастваща инвестиция в мащабируемото производство и прецизната обработка на халкогенидни стъкла, като компании като SCHOTT AG разширяват портфолиото си от IR стъкла, за да отговорят на растящото търсене от защитните и индустриалните сектори. Развитието на влакна от халкогенидно стъкло за средно IR предаване е друга посока на растеж, с приложения в спектроскопия, химическо сензори и медицинска диагностика. Интеграцията на халкогенидни материали във фотонни интегрирани схеми се очаква да разшири достъпния пазар, особено когато платформите за силициева фотоника достигнат своите граници в средния IR диапазон.

С поглед към 2030 г., очаква се пазарът на халкогенидна фотоника да се възползва от продължаващите напредъци в чистотата на материалите, техниките за изтегляне на влакна и хибридната интеграция с полупроводникови платформи. Изгледът за сектора остава стабилен, с постоянен интерес от страна на защитата, автомобилостроенето и животозаслужителната индустрия, както и нововъзникващи възможности в квантовата фотоника и сензорите за околната среда. Стратегическите партньорства между доставчиците на материали, производителите на устройства и интеграторите на системи ще бъдат от съществено значение за мащабиране на производството и ускоряване на иновациите.

Основни приложения: Инфрачервено сензорна технология, изображения и повече

Фотониката на халкогенидно стъкло е на път да постигне значителни напредъци през 2025 г. и в идните години, особено в областта на инфрачервената (IR) сензорна технология, изображения и нововъзникващи приложения. Халкогенидните стъкла, съставени предимно от сяра, селен или телур, са уникално подходящи за фотонни устройства, работещи в средния и дълъг инфрачервен спектър (MWIR и LWIR), където традиционните силициеви оптики са непрозрачни. Това свойство е основата на тяхната нарастваща употреба в критично важни сектори като охраната, мониторинг на околната среда, медицинска диагностика и контрол на индустриалните процеси.

Основна област на приложение е IR сензорната технология и изображенията. Влакната и лещите от халкогенидно стъкло все повече се интегрират в термални камери, системи за нощно виждане и устройства за откриване на газ. Например, SCHOTT AG, глобален лидер в специализираното стъкло, продължава да разширява портфолиото си от халкогенидни продуктови характеристики за IR оптика, осигурявайки поддръжка за защитния и гражданския пазар. Стъклата им от серия IRG са широко използвани в термални изображения и спектроскопия, предлагайки висока пропускливост в диапазона от 2 до 12 μm и устойчива на околната среда издръжливост.

Друг значим играч, Amorphous Materials Inc., се специализира в халкогенидни стъклени платна и прецизна оптика, доставяйки компоненти за IR сензори и imaging системи. Материалите им са проектирани за приложения с високи производителности, включително хиперспектрално изображение и неблагоприятно измерване на температура, които се очаква да бъдат в повече търсене, тъй като автоматизацията и интелигентните сензори се разпространяват в различни индустрии.

В медицинската област, влакната от халкогенидно стъкло позволяват минимално инвазивна диагностика чрез IR ендоскопия и анализ на тъкани. Компании като Leonardo Cristalli напредват в производството на оптика от халкогенидно влакно за биомедицински изображения, използвайки биосъвместимостта и широката IR прозрачност на стъклата. Очаква се това да улесни нови диагностични методи, особено в ранното откритие на рак и метаболитно наблюдение.

Гледайки извън традиционните изображения, халкогенидната фотоника ще играе важна роля в интегрираните фотонни схеми за IR комуникации и квантови технологии. Уникалните нелинейни оптични свойства на халкогенидните стъкла ги правят атрактивни за чипово преобразуване на честота и генериране на суперконтинуум, с изследвания и прототипиране, които се извършват в множество индустриални и академични центрове. Компании като Corning Incorporated проучват халкогенидно-базирани решения за устройства от ново поколение, с цел задоволяване на нарастващата нужда от компактни, високоефективни IR компоненти.

С разширяването на пазара за IR сензорна технология и изображения, движено от нуждите на безопасността, околната среда и здравето, се очаква, че халкогенидната фотоника ще види стабилен растеж и разнообразие до 2025 г. и след това. Постоянните инвестиции в преработването на материали, мащабируемото производство и интеграцията на устройства ще укрепят ролята му в основата на напредналите фотонни технологии.

Технологични иновации: Материали, фабрикация и интеграция

Фотониката на халкогенидно стъкло преживява бум на иновации в инженерството на материалите, в техниките за фабрикация и интеграция на устройства, тъй като индустрията навлиза през 2025 г. Халкогенидните стъкла, съставени предимно от сяра, селен или телур в комбинация с елементи като арсен или германий, се ценят за тяхната широка инфрачервена (IR) прозрачност, високите рефракционни индекси и силните нелинейни оптични свойства. Тези характеристики ги правят основни за приложения в средноинфрачервена (mid-IR) фотоника, сензори и оптични комуникации от следващо поколение.

Наскоро напредъците в чистотата на материалите и контрола на състава дават възможност за производството на халкогенидни стъкла с намалени оптични загуби и подобрена стабилност. Компании като SCHOTT AG и Amorphous Materials Inc. са в челото на иновациите, доставяйки висококачествени халкогенидни материали за масови и влакнови приложения. SCHOTT AG разширява портфолиото си, за да включва стъкла, оптимизирани за доставка на лазерна мощност и IR изображения, докато Amorphous Materials Inc. се специализира в персонализирани стъклени състави за спектроскопия и сензорни пазари.

Въпросите на фабрикацията, индустрията наблюдава зрялост на прецизионни техники като ултрафасетна лазерна инскрипция, химично пара образуване и напреднали форми. Тези методи позволяват създаването на сложни фотонни структури — вълноводи, микро резонатори и фотонни интегрирани схеми (PIC) — с подмикронна точност. Leonardo DRS и IRflex Corporation са забележителни за работата си в изтеглянето на влакна от халкогенидно стъкло и специализирани IR влакна, които клиентите ползват за приложения в защита, медицинска диагностика и мониторинг на околната среда.

Интеграцията на фотониката на халкогенидно стъкло с платформи на силиций и други полупроводници е ключова тенденция за 2025 г. и след това. Развитието на хибридни стратегии за интеграция, които комбинират нелинейните и IR способности на халкогенидните стъкла с мащабируемостта на силициевата фотоника, се очаква да ускори внедряването на фотонни чипове за химическо сензорстване, свободно-пространствени комуникации и квантова фотоника. Компании като Leonardo DRS и SCHOTT AG инвестират в научни изследвания и пилотни производствени линии, за да се справят с тези интеграционни предизвикателства.

С поглед напред, изгледът за халкогенидната фотоника остава стабилен. Съчетаването на подобрено качество на материалите, мащабируемост на производството и напреднала интеграция поставя устройствата на базата на халкогенидно стъкло като критични фактори за нововъзникващите пазари в мониторинг на околната среда, медицинска диагностика и сигурни комуникации. Докато лидерите в индустрията продължават да усъвършенстват процесите си и да разширяват своите предложения, следващите няколко години вероятно ще видят по-широка комерсиализация и приемане на technologies на базата на халкогенидно стъкло.

Конкурентна среда: Водещи играчи и стратегически ходове

Конкурентната среда на халкогенидната фотоника през 2025 г. е характерна с комбинация от утвърдени производители на специализирано стъкло, иновативни стартъпи и вертикално интегрирани фотонни компании. Секторът свидетелства на увеличена активност, като търсенето на компоненти от среден инфрачервен (mid-IR) спектър нараства в приложения като сензорна технология, медицинска диагностика, защитата и телекомуникациите от следващо поколение.

Основен играч в това пространство е SCHOTT AG, глобален лидер в специализираното стъкло, който продължава да разширява портфолиото си от халкогенидно стъкло за инфрачервена оптика. Халкогенидните стъкла от серията IRG на SCHOTT се използват широко в термални изображения и спектроскопия, а компанията наскоро инвестира в увеличаване на производствения капацитет, за да отговори на нарастващото търсене от защитните и индустриалните сектори. Друг голям производител, Amorphous Materials Inc., се специализира в халкогенидни стъклени платна и прецизна оптика, предоставяйки на OEM производителите в сферата на фотониката и сензорните технологии. Фокусът им върху високочистите материали и персонализираните състави ги позиционира като предпочитан доставчик за напреднала фотонна интеграция.

В региона на Азия-Пасифик, HOYA Corporation е известна със своите изследвания и разработки в специализираното стъкло, включително халкогенидни материали за IR приложения. Постоянните инвестиции на HOYA в научноизследователска и развойна дейност и производствени инфраструктури целят да уловят по-голяма част от растящия пазар за IR фотоника, особено в автомобилостроенето и мониторинга на околната среда.

Появяващи компании също оформят конкурентната динамика. IRphotonics се фокусira на решения с халкогенидни влакна и вълноводи, таргетирайки доставките на лазери в медицината и индустриалното сензорство. Техниките за влакнодържане и инжинеринг на материалите им позволяват нови архитектури на устройства за mid-IR фотоника. Междувременно, LumiSpot Tech в Китай бързо разширява производството на оптики от халкогенидно стъкло, използвайки вътрешно търсене и правителствена подкрепа за иновации във фотониката.

Стратегическите действия през 2024–2025 г. включват разширяване на капацитета, вертикална интеграция и съвместни изследвания и разработки. Компании като SCHOTT и Amorphous Materials инвестират в автоматизация и контрол на качеството, за да осигурят последователност на високообемните приложения. Партньорствата между производителите на стъкло и интеграторите на фотонни устройства стават все по-чести, с цел ускоряване на комерсиализацията на сензори на основата на халкогенидно стъкло и интегрирани фотонни схеми.

С поглед напред, очаква се конкурентната среда да се засили, тъй като нови участници ще използват напредъка в химията на стъклото и производството. Стремежът към миниатюризирани, високоефективни mid-IR фотонни устройства вероятно ще подтикне допълнителна консолидация и стратегически съюзи между водещите играчи, с акцент върху устойчивостта на веригите за доставки и иновациите, водени от приложенията.

Развития в веригата на доставки и производството

Веригата на доставки и производственият ландшафт за халкогенидна фотоника преживява значителни трансформации, тъй като търсенето на компоненти от среден инфрачервен (mid-IR) спектър нараства през 2025 г. Халкогенидните стъкла, съставени основно от сяра, селен или телур в комбинация с елементи като арсен или германий, са ценени за своята широка инфрачервена прозрачност и нелинейни оптични свойства. Тези атрибути са критични за приложения в мониторинг на околната среда, медицинска диагностика, защита и телекомуникации от следващо поколение.

Ключовите играчи в веригата на доставки на халкогенидно стъкло включват производители на специализирано стъкло, производители на влакна и интегрирани фотонни компании. SCHOTT AG, глобален лидер в специализираното стъкло, продължава да разширява портфолиото си от халкогенидно стъкло, фокусирайки се върху високочисти материали и мащабируеми производствени методи, за да задоволи растящите нужди на индустрията. Amorphous Materials Inc. (AMI), базирана в Съединените щати, остава основен доставчик на платна от халкогенидно стъкло и персонализирани състави, поддържайки както научни изследвания, така и търговска фабрикация на устройства.

В областта на оптиката, LEONI Fiber Optics и Coractive са забележителни с разработването и доставките на халкогенидни влакна, които са съществени за доставка на lasers в среден IR и сензорни системи. Тези компании инвестират в автоматизация на процесите и контрол на качеството, за да осигурят последователността на производството на влакна, което е критично, тъй като интеграцията на устройства става все по-изискваща.

Интегрираната фотоника е друга област на бързо развитие. LioniX International напредва в интеграцията на халкогенидни материали в фотонни интегрирани схеми (PIC), позволявайки компактни, надеждни и мащабируеми решения за среден IR. Усилията им са подкрепени от сътрудничества с изследователски институции и крайни потребители в спектроскопия и мониторинг на околната среда.

Устойчивостта на веригата на доставки е нарастващ проблем, особено що се отнася до извличането на халкогенидни елементи с висока чистота и свързаните с тях екологични и безопасностни регулации. Компаниите все по-често инвестират в технологии за рециклиране и пречистване, за да осигурят наличността на материали и да намалят въздействието върху околната среда. Освен това, партньорствата между доставчиците на материали и производителите на устройства се укрепват, с цел разработване на съвместни споразумения за оптимизиране на съставите на стъклото за специфични фотонни приложения.

С поглед напред, секторът на халкогенидната фотоника вероятно ще свидетелства на допълнителна вертикална интеграция, като производителите преминават нагоре за осигуряване на суровини и надолу, за да предлагат сбор на добавена стойност на устройствата. Автоматизацията, цифровизацията и напредналата метрология се прилагат, за да се подобрят добивите и проследимостта. С разширяването на пазара за среден IR фотоника, особено в екологичните и медицинските сектори, веригата на доставки е готова за консолидация и иновации, които да осигурят стабилна подкрепа за нововъзникващите приложения до 2025 г. и след това.

Появяващи се пазари и регионални възможности

Глобалният ландшафт за халкогенидна фотоника бързо се развива, с нововъзникващи пазари и регионални възможности, оформящи траекторията на сектора до 2025 г. и отвъд нея. Халкогенидните стъкла, известни с уникалните си свойства на инфрачервена (IR) предаване и нелинейни оптични характеристики, все повече се търсят в приложения като IR изображения, влакна оптика, сензори за околната среда и фотонни устройства от ново поколение.

Регионът Азиатско-тихоокеански е на път да бъде основен двигател на растежа, движен от значителни инвестиции в производството и изследването на фотониката. Китай, в частност, разширява вътрешните си способности в производството на специализирано стъкло, с компании като China National Building Material Group (CNBM) и China Gezhouba Group Corporation (CGGC), инвестиращи в напреднали материали, включително базирани на халкогенидни продукти. Тези усилия се поддържат от правителствени инициативи за локализиране на високостойностови фотонни компоненти и намаляване на зависимостта от внос, особено за приложения в защитата и мониторинг на околната среда.

В Европа, Франция и Германия остават на предната линия на иновациите в халкогенидното стъкло. Saint-Gobain, глобален лидер в стъклото и напреднали материали, продължава да разработва халкогенидни субстрати за IR оптика и фотонни интегрирани схеми. Междувременно, SCHOTT AG в Германия разширява портфолиото си от специализирани стъкла, включително халкогенидни съединения, пригодени за предаване на IR и лазерни приложения. Тези компании се възползват от силни регионални клъстери за фотоника и сътруднически изследователски структури, като Европейския консорциум на индустрията за фотоника (EPIC).

Северна Америка също познава нови интереси, особено в Съединените щати, където секторите на отбраната, аерокосмическите технологии и медицинските изображения увеличават търсенето на материали с висока производителност IR. Corning Incorporated използва експертизата си в специализираното стъкло, за да проучи нови формули на халкогенидно стъкло, докато по-малки фирми и стартиращи компании фокусират своя интерес в нишови пазари на IR сензори и квантова фотоника. Подчертаването на правителството на Съединените щати върху местната веригата на доставки на полупроводници и фотоника вероятно ще стимулира инвестициите в тази област.

Гледайки в следващите години, регионалните възможности вероятно ще бъдат формирани от сближаването на фотониката с изкуствения интелект, мониторинга на околната среда и квантовите технологии. Появяващи се пазари в Югоизточна Азия, Индия и Близкия Изток започват да инвестират в инфраструктура за фотоника, предоставяйки нови пътища за приемане на халкогенидно стъкло. С промените в глобалните вериги на доставки и намаляване на техническите бариери, секторът е готов за стабилен растеж, с утвърдени играчи и бързо адаптиращи се новаци, които се състезават за лидерство в това динамично поле.

Предизвикателства: Лимитации на материалите, мащабируемост и разходи

Фотониката на халкогенидно стъкло, въпреки обещанията си за приложения в средноинфрачервена (mid-IR) оптика, нелинейна фотоника и интегрирани фотонни схеми, се сблъсква с няколко постоянни предизвикателства, свързани с ограничения на материалите, мащабируемост и разходи през 2025 г. и поглед напред. Тези предизвикателства са централни за възможността на сектора да премине от научноизследователска работа към широко комерсиално внедряване.

Основното ограничение на материала е съществуващата крехкост и химическа нестабилност на много халкогенидни стъкла, особено тези, основани на арсен или селен. Тези материали са податливи на окисление и деградация от влагата, което може да компрометира дълголетието и производителността на устройствата. Усилията за подобряване на стабилността на околната среда — като например инженеринг на състава и защитни покрития — са в ход, но все още не са осигурили универсално надеждни решения. Например, Corning Incorporated, един от основните производители на стъкло, продължава да изследва нови формули на халкогенидно стъкло, за да подобри издръжливостта и оптичната производителност, но балансирането между стабилността и желаните оптични свойства остава техническо ограничение.

Мащабируемостта е друг значителен проблем. Произвеждането на компоненти от халкогенидно стъкло с високо качество, особено за интегрирани фотонни схеми, изисква прецизен контрол върху състава и структурата. Традиционните методи за топене и изстудяване и екструзия са трудни за мащабиране за масово производство на сложни фотонни устройства. Напреднали техники като химично газообразно отлагане и прецизно формоване се изследват, но тези процеси все още не са толкова зрели или икономични, колкото тези, използвани за силициева фотоника. Компании като SCHOTT AG и Amorphous Materials Inc. активно развиват мащабируеми производствени процеси, но индустрията все още среща предизвикателства по отношение на постигането на последователно качество при високи обеми.

Разходите остават критична бариера за по-широко приемане. Суровите материали халкогенид, особено тези, съдържащи телурий или височистен селен, са скъпи и подложени на волатилност в веригата на доставки. Освен това, специализираното оборудване и условията в чиста стая, необходими за обработката на тези материали, увеличават производствените разходи. В резултат на това, фотонните устройства от халкогенидно стъкло често са значително по-скъпи от своите силициеви или полимерни еквиваленти, ограничавайки използването им до нишови, високостепенни приложения като инфрачервени сензори, защита и медицинска диагностика. Лидерите в индустрията, като Thorlabs, Inc. и Leonardo Electronics предлагат компоненти на базата на халкогенидно стъкло, но техните продуктови линии остават относително ограничени в сравнение с по-утвърдени фотонни материали.

С поглед напред, изгледът за преодоляване на тези предизвикателства е предпазливо оптимистичен. Постоянните изследвания върху нови стъклени химически формули, мащабируеми производствени методи и стратегии за намаляване на разходите се очаква да доведат до постепенно подобрение през следващите няколко години. Все пак, освен ако не се постигнат пробиви в стабилността на материалите и икономиката на производството, халкогенидната фотоника вероятно ще остане специализирано решение за изискванията на оптични приложения, а не основна фотонна платформа.

Регулаторни, стандартни и индустриални инициативи

Регулаторният ландшафт и усилията за стандартизация за фотониката на халкогенидно стъкло се развиват в отговор на нарастващото заимстване на материала в инфрачервената оптика, влакната лазери и интегрираните фотонни схеми. Към 2025 г. халкогенидното стъкло — съставено главно от сяра, селен или телур с други елементи — остава в центъра на вниманието на индустрията и регулаторните органи поради уникалните си оптични свойства и потенциални приложения в защита, телекомуникации и сензори.

Международните стандарти за оптични материали, включително халкогенидно стъкло, основно се наблюдават от организации като Международната организация за стандартизация (ISO) и Международната електротехническа комисия (IEC). Тези органи работят за актуализиране и разширяване на стандартите, свързани с оптичната преносимост, устойчивост на околната среда и безопасността на инфрачервените фотонни компоненти. През 2024 и 2025 година работни групи в ISO/TC 172 (Оптика и фотоника) и IEC/TC 86 (Оптика на влакна) иницират прегледи, за да се справят с конкретните нужди на халкогенидните устройства, включително влакна и равнинни вълноводи, като проектите на стандартите се очаква да бъдат разпространени за коментари до края на 2025 г.

От индустриалната страна, водещи производители като Amorphous Materials Inc. и Corning Incorporated активно участват в разрабати на стандарти и индустриални консорциуми. Amorphous Materials Inc. се признава за своите специализирани халкогенидни стъклени продукти, използвани в инфрачервена оптика, докато Corning Incorporated използва своята експертиза в специализирано стъкло, за да изследва мащабируемо производство на халкогенидни влакна и равнинни субстрати. И двете компании сътрудничат с изследователски институции и индустриални групи, за да осигурят новите стандарти, които отразяват последните постижения в чистотата на материалите, устойчивостта на околната среда и интеграцията на устройствата.

Регулациите за безопасността и околната среда също се преразглеждат, особено относно използването на селен и телур, които са предмет на ограничения в някои юрисдикции заради токсичността. Директивите за ограничаване на опасните вещества (RoHS) в Европейския съюз и подобни рамки в Азия и Северна Америка подстигат производителите да разработват формули, съответстващи на регулациите, и да документират проследимостта на материалите в веригата на доставки.

С поглед напред, се очаква, че следващите години ще видят формализирането на нови международни стандарти за фотониката на халкогенидно стъкло, които ще улеснят по-широкото приемане в търговския и отбранителния сектор. Индустриалните инициативи, като съвместни стремежи и предконкурентни изследователски консорциуми, вероятно ще ускорят разработването на стабилни, стандартизирани компоненти на халкогенидна фотоника, подкрепяйки растежа на сектора и интеграцията му в фотонните системи от следващо поколение.

Бъдещ поглед: Разрушителни тенденции и дългосрочни прогнози

Фотониката на халкогенидно стъкло е на път да постигне значителни напредъци през 2025 г. и в следващите години, движена от уникалните оптични свойства на халкогенидните материали — като висока прозрачност в инфрачервен диапазон, големи нелинейни коефициенти и широки предавателни прозорци. Тези характеристики стават все по-критични за приложения в телекомуникации, сензори и фотоника в средния инфрачервен диапазон (mid-IR). Глобалният стремеж към оптични мрежи от ново поколение и разширяването на mid-IR технологиите в мониторинга на околната среда, медицинската диагностика и защитата се очаква да ускори приемането на халкогенидни стъклени компоненти.

Ключова тенденция е интеграцията на халкогенидни стъкла в фотонни интегрирани схеми (PIC), което позволява компактни, високопроизводителни устройства за класическа и квантова фотоника. Компании като Corning Incorporated и SCHOTT AG активно разработват състави на халкогенидно стъкло и производствени процеси, приспособени за мащабирана фабрикация на фотонни устройства. Тези усилия се допълват от специализирани доставчици като Amorphous Materials Inc., който предлага набор от халкогенидни стъклени платна и влакна за научни изследвания и индустрия.

През 2025 г. се очакват разрушителни тенденции в площта на mid-IR фотониката, където халкогенидните стъкла предлагат по-добра производителност в сравнение с традиционните силициеви материали. Развитието на влакна и вълноводи с ниски загуби от халкогенидно стъкло позволява нови поколения mid-IR лазери, източници на суперконтинуум и сензори. Leonardo S.p.A. и Thorlabs, Inc. са сред компаниите, които напредват с компоненти за mid-IR фотоника, с акцент върху сензорите за околната среда, мониторинг на индустриалните процеси и медицинската диагностика.

Друга област на бърз напредък е използването на халкогенидни стъкла в нелинейната и квантовата фотоника. Неговите високи нелинейни свойства и широка прозрачност ги правят идеални за преобразуване на честота, оптично превключване и генериране на фотони-комплекти. Това привлича интерес от утвърдени производители на фотоника и нововъзникващи стартъпи, които целят комерсиализация на квантови фотонни устройства.

Очаква се, че изгледът за халкогенидна фотоника остава стабилен. Сближаването на напредналите производствени техники — като 3D печат и прецизно формоване — с присъщите материални предимства на халкогенидите ще доведе до по-ниски разходи и разширяване на обхвата на приложенията. С нарастващото търсене на високопроизводителни фотонни устройства в средния инфрачервен диапазон и отвъд, технологиите на халкогенидно стъкло са на път да играят ключова роля в оформянето на бъдещето на фотониката до 2025 г. и в следващото десетилетие.

Източници и референции

• SCHOTT AG
• Amorphous Materials Inc.
• LioniX International
• Leonardo S.p.A.
• Oxford Instruments
• HOYA Corporation
• LumiSpot Tech
• Coractive
• Thorlabs, Inc.
• Международна организация за стандартизация