Оптические покрытия: прибыльная отрасль с безграничными возможностями

Оптические покрытия используются в самых разных областях применения, включая медицинские инструменты, датчики, оптическую связь, освещение, автомобильные и аэрокосмические компоненты

С приходом промышленной революции в конце 1700-х и начале 1800-х годов производственные процессы перешли с локализованного на массовое производство. Это привело к крупномасштабному развитию множества технологически ориентированных секторов промышленности, особенно в автомобильной, аэрокосмической, электронной и многих других отраслях.

По мере роста данных секторов спрос на соответствующие компоненты также увеличился и привел к дальнейшему развитию промышленности. Покрытия входят в одну из таких отраслей. В первую очередь, нанесение покрытий должно обеспечивать защиту поверхностей. Со стремительным развитием промышленности использование покрытий значительно расширилось.

Специализированные покрытия сейчас разрабатываются под определенные требования от конечных пользователей.

К примеру, покрытия, разработанные для аэрокосмической отрасли требуют наличия определенных характеристик, например, способности выдерживать резкие перепады температур, устойчивости к воздействию гидравлических жидкостей и высокой коррозионной стойкости и других.

Оптика и оптические компоненты зачастую покрывают материалами для изменения отраженного света или света, излучаемого источником. Такие оптические покрытия часто применяют в лампах, линзах и зеркалах. Основная задача оптических покрытий – придавать поверхности высокую светоотражающую способность и блокировать определенные диапазоны длин волн, при этом позволяя другим длинам волн проходить беспрепятственно. Фторид кальция, фторид магния, серебро и алюминий – это одни из материалов, используемых для покрытия оптических компонентов.

Оптические покрытия используются в самых разных областях применения, включая медицинские инструменты, датчики, оптическую связь, освещение, биотехнологии, автомобили, литографию, а также космические и астрономические компоненты. Расширяющееся производство технологически усовершенствованных и сложных компонентов – это один из ключевых факторов развития отрасли оптических покрытий.

АВТОМОБИЛЬНАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ

Автомобильная промышленность динамично внедряет технологические разработки. За 100 лет данная отрасль прошла большой путь, от создания сборочных линий до разработки полностью автономных автомобилей. Предполагается, что технологические разработки, связанные с производством автономных автомобилей, откроют новые возможности для отрасли оптических покрытий.

Оптические датчики являются одной из ключевых технологий в автономных и полуавтономных автомобилях. Транспортные средства со светодиодами и инфракрасными лазерами включают несколько оптических компонентов, например, радары, лазеры и камеры. Несколько новых технологий, в которых задействованы оптические компоненты, применяют в автомобилях следующего поколения, включая системы камер с дополнительным инфракрасным освещением, лазерные лидары и детекторы параметров окружающей среды. К тому же, функционирование таких вспомогательных технологий для водителей, как исключение столкновений, определение полос, ночное видение и распознавание дорожных знаков, зависит от оптических датчиков.

В результате, эти новые технологии за последние годы привели к значительному увеличению спроса на специализированные оптические пленки и покрытия. Оптические покрытия обеспечивают превосходные спектральные характеристики и устойчивость к внешним воздействиям, тем самым повышая уровень качества оптического компонента.

На датчики наносятся различные типы оптических покрытий, в зависимости от области применения. К примеру, в системах ночного видения оптические покрытия обеспечивают максимальную эффективность в ближней ИК-области спектра, при этом существенно понижая видимый свет. Другие типы оптических покрытий (например, полосовые фильтры и антибликовые покрытия) используются, помимо прочего, при дистанционных измерениях и усилении видимости.

В целом, ожидается, что автомобильная промышленность предоставит множество возможностей для отрасли оптических покрытий в обозримом будущем. Спрос на оптические покрытия для автомобильных применений, согласно прогнозам, поднимется со среднегодовым темпом роста 11,5% к 2025 году.

СОЛНЕЧНАЯ ЭНЕРГИЯ

Генерация возобновляемой энергии с помощью солнечной энергии и оптическая связь – это самые перспективные области для оптических покрытий. С учетом пугающей степени истощения невозобновляемых источников угля, необходимость создания источников возобновляемой энергии становится все острее.

Использование альтернативных источников возобновляемой энергии значительно увеличилось как на правительственном, так и на региональном уровне. Согласно программе сотрудничества стран Африки и Евросоюза по вопросам возобновляемой энергии (RECP), в 2017 году были установлены системы солнечных батарей, подсоединенных к общей электросети, на 99,9 ГВт, что превышает объемы любой другой технологии генерации энергии. Солнечная энергия кажется весьма перспективной технологией, особенно с учетом роста использования возобновляемых источников энергии в некоторых странах мира.

Оптические покрытия играют важную роль в данном секторе. Покрытия наносят на верхние слои солнечных элементов и другие фотогальванические компоненты для улучшения их характеристик благодаря повышению светосбора и срока службы, при этом затраты на техническое обслуживание снижаются. В основном, на солнечных панелях используются противоотражающие покрытия, аналогичные оптическим покрытиям, наносимым на линзы камер. Покрытие состоит из тонкого слоя диэлектрического материала, фильтрующего определенные лучи света.

Разработка наноразмерных покрытий для повышения выработки солнечной энергии – это сейчас весьма актуальная тема в научных кругах. С увеличением объемов установки фотогальванических панелей спрос на оптические покрытия в данной области также должен значительно повыситься в ближайшие годы, со среднегодовым темпом роста 12,8% к 2025 году.

АЭРОКОСМИЧЕСКАЯ И ОБОРОННАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ

Тонкопленочная технология сыграла важную роль в фотогальваническом производстве электроэнергии для космического применения. Оптические покрытия, особенно противоотражающие, используются в различном оборудовании для миссий по контролю и изучению обстановки.

Помимо космических применений, оптика широко используется в военных операциях. Целеуказатели, системы наведения, системы ночного видения и разведывательные системы – это ключевые сегменты использования оптических покрытий в военной отрасли.

Поскольку эти компоненты функционируют в экстремальных условиях, их покрытия специально разрабатываются под такие условия. Оборонный сектор в настоящее время стабильно развивается с повышением финансирования в некоторых странах, особенно в Китае.

СТРАТЕГИИ РОСТА

Мировая отрасль оптических покрытий сильно зависит от технологических инноваций конечных отраслей-потребителей. В результате, производители оптических покрытий стремятся к созданию индивидуализации продукции с помощью технологических инноваций и инвестиций в научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы. Сделки по слиянию и поглощению также отражают основную стратегию, применяемую игроками на рынке для расширения своего ассортимента и возможностей.