Оптоволокно — «золотой» ресурс Мордовии

В сентябре 2015 года в Саранске открылся первый отечественный завод по выпуску оптоволокна. Сегодня продукция предприятия экспортируется в Китай и страны Европы — Великобританию, Чехию, Австрию, Польшу. В планах: организация производства оптоволокна полного цикла — от разработки новых технологий создания сырья для оптического волокна до запуска коммерческих продуктов на его основе. Для Мордовии, ввиду отсутствия нефти, газа и других минеральных ресурсов, оптоволокно может стать наиболее важным источником экономического развития.

Оптическое волокно стремительно осваивает всё новые и новые сферы применения, с каждым годом становясь ближе к рядовому потребителю. Однако для большинства людей возможности оптоволокна по-прежнему остаются загадкой — обычно знания об этом материале ограничиваются фактом его применения при подключении интернета в квартире или офисе. Действительно, оптическое волокно и кабели на его основе — одно из самых быстрых и надежных средств передачи информации на сегодняшний день. Перспективы впечатляющие: оптоволкно применяется не только в сфере телекоммуникаций, но также в оборонно-промышленном и топливно-энергетическом комплексе, атомной энергетике, высокотехнологичной медицине и даже искусстве.

ЧТО ТАКОЕ ОПТОВОЛОКНО?

Оптическое волокно представляет собой нить из оптически прозрачного материала, предназначенную для передачи света на расстояние. В качестве оптически прозрачного материала чаще всего выступает кварцевое стекло или пластик [полимер]. Информация передается внутри нити световыми импульсами благодаря эффекту полного внутреннего отражения.

Непосредственно оптическое волокно состоит из двух частей: сердцевины и оптической оболочки. Такая конструкция позволяет обеспечить полное внутреннее отражение света [показатель преломления у сердцевины немного выше показателя преломления оболочки]. Оболочка оптоволокна, используемого в телекоммуникациях, как правило, имеет диаметр 125±1 микрон [сравнимо с толщиной человеческого волоса]. Диаметр сердцевины может отличаться в зависимости от типа волокна и национальных стандартов.

Структура оптического волокна

В дальнейшем оптоволокно оснащается различными упрочняющими и защитными элементами. Конструкция, которая содержит одно или несколько оптических волокон, а также защитные элементы, покрытые общей оболочкой, называется волоконно-оптическим кабелем.

ГДЕ ИСПОЛЬЗУЕТСЯ ОПТОВОЛОКНО?

Самая частая сфера использования — это, конечно, телекоммуникации. Оптическая связь сегодня является одним из основных способов передачи информации. Оптические линии связи успешно конкурируют с традиционными медными линиями и беспроводными технологиями. Именно благодаря оптическому волокну мы во многом обязаны резким увеличением объема и скорости передаваемой по всему миру информации за последние годы и, в частности, развитием интернета. Оптоволокно используется как для создания транснациональных телекоммуникационных магистралей, так и для подключения обычных домашних компьютеров к сети. Считается, что ближайшие два десятилетия оптические сети в городах останутся главным инструментом для доступа к скоростному интернету.

Также оптоволокно применяется при создании датчиков. Современные волоконно-оптические датчики позволяют измерять почти всё. Например, давление, температуру, расстояние, положение в пространстве, скорость вращения, скорость линейного перемещения, массу, звуковые волны, уровень жидкости, деформацию, коэффициент преломления, электрическое поле, электрический ток, магнитное поле, концентрацию газа, дозу радиационного излучения и так далее. Так, биологи работают с оптоволокном, чтобы исследовать поведение дельфинов, китов и касаток. Датчики выступают в качестве сонаров и улавливают звуковые сигналы, с помощью которых общаются животные. При этом волоконно-оптические датчики очень компактны, не подвержены электромагнитным воздействиям, успешно противостоят высокой температуре и давлению.

Оптиковолокно широко используется при изготовлении различных элементов индикации, для формирования изображений, светового оформления рекламы и подсветки. Например, пучки световодов используются там, где яркий свет необходимо доставить в труднодоступную зону. Часто «оптику» как источник света применяют в медицине. Тонкость и гибкость кабеля помогает видеть, что происходит внутри человеческого организма и корректировать лечение. Освещение при помощи оптических световодов используется и в декоративных целях, включая коммерческую рекламу и всевозможные арт-инсталляции.

Платья, созданные с помощью ткани из оптоволокна

Совсем недавно исследователи Массачусетского технологического института заявили, что смогли создать на базе оптического волокна технологию, которая позволит в ближайшем будущем делать «умную» одежду. В ее основе — «смарт»-текстиль с оптоволоконными нитями. В первую очередь, такие ткани можно будет использовать в медицинских браслетах и повязках, которые наблюдали бы за состоянием организма, сообщали о заживлении ран и так далее. В перспективе — создание целых костюмов-гаджетов.

Таким образом, возможности применения оптоволокна в будущем практически безграничны.

ОПТОВОЛОКНО И МОРДОВИЯ

Еще несколько лет назад оптоволокно в России не производилось серийно и полностью импортировалось из-за рубежа. Потребности российских кабельных заводов в оптическом волокне на 80% удовлетворялись за счет импорта из США.

С целью снижения зависимости российской экономики от зарубежных производителей отраслевые российские министерства стали вести переговоры с крупнейшими игроками кабельного рынка о принципиальном переходе на производство и применение полностью отечественного оптоволоконного кабеля, изготавливаемого с использованием отечественного оптического волокна и иных компонентов. Такой подход встретил одобрение со стороны и производителей и потребителей при условии, что технические характеристики российского оптического волокна и оптоволоконного кабеля будут не хуже, чем у зарубежных аналогов.

Первым российским предприятием, выпускающим оптическое волокно, стало ЗАО «Оптико-волоконные системы». В качестве инвесторов выступили ОАО «Газпромбанк», ОАО «Роснано» и правительство Республики Мордовия. Инвестиции в саранское производство составили 2,7 млрд рублей. Завод стал одним из звеньев реализуемой в России программы импортозамещения и первым этапом в создании полностью отечественного оптоволоконного кабеля.

В сентябре 2015 года начал работу 1-ый пусковой комплекс производства — был осуществлен запуск вытяжки оптического волокна из импортируемых преформ. Преформы — это заготовки для изготовления оптоволокна, представляющие собой стеклянный стержень диаметром 1–10 см длиною в 1 м. Вдоль оси преформы располагается область с увеличенным показателем преломления, из которой и формируется сердцевина оптоволокна.

На сегодняшний день сырье для саранского производства оптоволокна продолжает завозиться из-за рубежа. Однако ситуация должна полностью измениться в результате полноценного запуска инжинирингового центра волоконной оптики [ИЦВО] и строительства 2-го пускового комплекса завода, что позволит наладить в Мордовии производство оптоволокна полного цикла: кварц, преформы, оптоволокно, коммерческие продукты. Производство будет полностью независимым от импорта. На данный момент разрабатывается бизнес-план, который будет представлен руководству страны. Уже в ноябре должен решиться вопрос о начале строительства в Мордовии второй очереди завода по выпуску преформ.

Особая роль в проекте принадлежит АУ «Технопарк–Мордовия», резидентами которого является ЗАО «Оптико-волоконные системы» и несколько других компаний, работающих в сфере оптоэлектроники и волоконной оптики. В прошлом году Технопарк вошел в пятерку лучших в стране по итогам рейтинга Ассоциации кластеров и технопарков — во многом благодаря успешной работе в сфере волоконной оптики и нанотехнологий.

Один из инфраструктурных объектов АУ «Технопарк–Мордовия» — инжиниринговый центр волоконной оптики [ИЦВО]. Здесь сконцентрируются компетенции представителей передовых научных школ России в области волоконной оптики. В инжиниринговым центре будут работать ученые со всей страны — уже в этом году в ИЦВО планируется оснастить и открыть лабораторию волоконно-оптических компонентов и кристаллической оптики.

В перспективе — внедрение нанотехнологий для улучшения свойств оптического волокна, создание продуктов для оборонного комплекса, нефте– и газодобывающей отрасли, инновационной медицины.

Если проект получится реализовать в полном объеме, и в Саранске будет работать производство оптоволокна закрытого цикла, то Мордовия станет одним из важнейших центров строительства инфраструктуры для цифровой экономики России.

Поделитесь своим мнением. Нам интересно!

Please enter your comment!
Please enter your name here

2 + 18 =