Фотоника является дисциплиной, занимающейся фундаментальными и прикладными аспектами работы с оптическими сигналами, а также созданием на их базе устройств различного назначения. О них сегодня мы и расскажем в нашей статье.

Что это такое

К фотонным технологиям обычно относят лазерные технологии, а также лазерные или оптические информационные технологии и фотонные технологии нанообъектов, так называемая нанооптика. Основными элементами фотоники, а также оптотехники и оптоинформатики являются фотоприемные устройства, устройства передачи, приема, обработки, хранения и отображения, элементы интегральной оптики, элементы систем освещения и облучения. К фотонным материалам обычно относят любые материалы для фотоники и оптических технологий, метаматериалы, фотонные кристаллы и материалы, служащие источниками фотонов.

В маркетинговом исследовании Photonics Market Analysis — Size, Share, and Forecast Outlook 2025 to 2035 к 2035 году объём рынка фотоники достигнет 1733 млрд долларов. В 2025 году объём рынка оценён в 988 млрд долларов, и ожидается, что совокупный годовой темп роста (CAGR) составит 5,8% в период по 2033 год. При этом IT и телеком сектора составят примерно 32%. Это обусловлено спросом на скоростной интернет, связь 5-го и 6-ого поколений, а также инфраструктуру дата-центров. Фотоника играет критическую роль в современных телекоммуникациях, в частности через использование оптических волокон и оптических сетей, которые обеспечивают широкополосную связь на большие расстояния.

В данной статье нас интересует только патентный аспект.

Патентный аспект

На портале Google.Patents поиск по запросу Photonics показывает более 100 000 документов. По международной патентной классификации лидируют следующие темы:

• оптические элементы, системы или приборы G02B — 56,2%;

• передача сигналов H04B — 20,3%;

• оптические устройства G02F — 18,9%;

• устройства со стимулированным излучением H01S — 17,8%;

• полупроводниковые приборы H01L — 12,9%;

• магниты; индуктивности; трансформаторы; выбор материалов, обеспечивающих магнитные свойства H10F — 8,1%;

• использование наноструктур B82Y — 6,9%;

• многоканальные системы связи H04J — 6,6%;

• исследование или анализ материалов путем определения их химических или физических свойств G01N — 5,4%;

• радиопеленгация; радионавигация; измерение расстояния или скорости с использованием радиоволн G01S — 4,1%;

• избирательные устройства H04Q — 3,9%;

• компьютерные системы, основанные на специфических вычислительных моделях G06N — 3,8%;

• электрические переключатели; реле; селекторные устройства; устройства для защиты от аварий H10H — 3,5%.

Видно, что тематика довольно широкая, но в основном по двум разделам МПК: 

1. G — физика;

2. H — электричество.

Динамика по годам представлена на рис. 1.

Рисунок 1: Динамика мирового патентования изобретений на тему фотоники в 1992-2025 гг.

Видно, что в 2000-2010-е годы наблюдался экспоненциальный рост количество выданных патентов на изобретения в области фотоники. Но в последние 5 лет активность патентования снизилась вдвое. Возможно, это указывает на особо высокую проработанность данной темы. Но, посмотрим…

Рейтинг патентовладельцев следующий:

1. Hamamatsu Photonics K.K. — 5,2%;

2. International Business Machines Corporation — 2,8%;

3. Intel Corporation — 2,6%;

4. Inphi Corporation — 2,2%;

5. Finisar Corporation — 1,7%;

6. Massachusetts Institute Of Technology — 1,7%;

7. Luxtera, Inc. — 1,5%;

8. Universiteit Gent — 1,5%;

9. Cisco Technology, Inc. — 1,1%;

10. Apple Inc. — 1,0%.

Из подсчётов Google видно подавляющее лидерство компаний и организаций из Японии и США в патентах по теме фотоники. Имена игроков говорят сами за себя. Примечательно, что в нашем рейтинге есть знаменитый MIT. 

А что в России? 

Поиск патентов РФ на изобретения в области фотоники проведён нами по рефератам в базе ФИПС (табл. 1).

Таблица 1: Количество патентов на изобретения РФ по фотонике

Источник: подсчет автора по базе данных ФИПС на октябрь 2025 года

Динамика патентования изобретений РФ по фотонике представлена на рис. 2.

Рисунок 2: Динамика патентования изобретений РФ по фотонике в 2008-2025 гг.

Примечание: за 2025 год только 8 мес. Источник: подсчет автора по базе данных ФИПС октябрь 2025

Примеры патентов РФ на изобретения:

№2788438 (2023) Оптический синапс. Федеральный научно‑исследовательский центр «Кристаллография и фотоника» РАН. Изобретение относится к области фотоники и микроэлектроники, а именно к оптическому синапсу, который имитирует биологический синапс, и может быть использовано в модулях, предназначенных для создания элементов оптических вычислительных систем, нейроморфных систем и устройств полностью фотонной памяти.

№2833176 (2025) Устройство для формирования волноводных, пространственно-неоднородных и дифракционных структур в приповерхностных областях электрооптических кристаллов. Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники. Изобретение относится к области оптоэлектроники и может быть использовано при изготовлении интегрально-оптических элементов, устройств и приборов фотоники.

№2834606 (2025) Способ формирования волноводных, пространственно-неоднородных и дифракционных структур в приповерхностных областях электрооптических кристаллов. Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники. Изобретение относится к области оптоэлектроники и может быть использовано при изготовлении интегрально-оптических элементов, устройств и приборов фотоники.

2 845 885 (2025). Способ генерации запутанного многомодового состояния. Национальный исследовательский университет ИТМО. Изобретение относится к области фотоники и может применяться в оптических квантовых вычислениях. Способ генерации запутанного многомодового состояния включает получение сжатого состояния излучения и унитарное преобразование сжатого квантового оптического состояния излучения посредством электрооптической фазовой модуляции с гармоническим управляющим электрическим сигналом. Технический результат — повышение вероятности генерации многомодового запутанного состояния. Есть ещё патенты за: 2016; 2018 2 ед.;

В базе ФИПС 28 патентов РФ на полезные модели по теме «фотоника» ФИПС (табл. 2).

Таблица 2: Количество патентов на полезные модели по фотонике

Источник: подсчет автора по базе данных ФИПС на октябрь 2025 года

Динамика патентования полезных моделей по фотонике представлена на рис. 3.

Рисунок 3: Динамика патентования полезных моделей по фотонике в 2008-2025 гг.

Примечание: за 2025 год только 8 мес. Источник: подсчет автора по базе данных ФИПС на октябрь 2025 года

Виден резкий всплеск выдачи патентов РФ на полезные модели в 2025 году. Примеры патентов за 2025 год:

№236202 Терагерцовый диэлектрический фильтр низких частот. ООО «Терагерцовая фотоника» (Москва). Полезная модель может быть использована для ограничения частотного диапазона ТГц устройств (0,1-10 ТГц) и управления высокочастотной границей рабочего диапазона частот. Предлагаемое устройство представляет собой набор диэлектрических материалов, установленных в оправку с прижимным кольцом.

№236230 Устройство для оптической регистрации магнитного резонанса с возможностью измерения электрического тока. АО «АГД Даймондс» (Архангельск). Устройство включает видеомикроскоп, алюминиевое зеркало, дихроичное зеркало, собирающую линзу, длинноволновый фильтр, фотоприемник, расширитель луча, нейтральный фильтр, щель, акустооптический модулятор, драйвер акустооптического модулятора, источник лазерного излучения, усилитель мощности, блок питания для электромагнита, ключ, формирователь импульсов, высокочастотный генератор, синхронный детектор, осциллограф, электромагнит, предметный столик с антенной, алмазную пластину с азотно-вакансионными центрами, объектив.

Баз данных зарегистрировано в РФ 16 ед., например:

№2023622125 Информационно-поисковая система картирования научно-исследовательских лабораторий в области фотоники. Пермский государственный национальный исследовательский университет. База данных (БД) содержит информацию о ключевых игроках в научно-производственной деятельности в рамках сквозной технологии третьей волны фотоника. 

№2025622585 База данных халькогенидных стекол. Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого + Фонд поддержки инноваций и молодежных инициатив Санкт-Петербурга. База данных представляет собой структурированные экспериментальные данные халькогенидных стеклообразных материалов, включая их физико-химические характеристики (оптические свойства, электропроводность, термическую стабильность), полученные в ходе лабораторных исследований и опубликованные в рецензируемых научных изданиях — журналах, монографиях и материалах международных конференций. Материалы систематизированы для поддержки исследований в области разработки новых оптических и полупроводниковых материалов, включая применение в оптоэлектронике, фотонике и энергоэффективных технологиях.

Имеется 42 программы для ЭВМ по запросу «фотоника». Примеры:

№2024667530 OPTICS SIM. ООО «ТС Интеграция» (дочка ОА «Т1»). Назначение программы: проведение оптического анализа или анализа элементов фотоники в приборостроении. Область применения: проектирование новых или усовершенствование характеристик существующих изделий, содержащих оптические элементы или элементы фотоники. 

№2024611343 Программное обеспечение автоматизированного аппаратно-программного комплекса для серийной оптической стыковки компонентов оптоэлектроники и интегральной фотоники (ААПК-СК). ПАО «Пермская научно-производственная приборостроительная компания». Основные функции программы: 1. Визуальное отображение объектов; 2. Автоматический контроль зазора между торцами монтируемых объектов; 3. Автоматическое дозирование, нанесение повторяемых доз клея и УФ-полимеризация в точках с заданными координатами; 4. Контроль эффективности ввода излучения и т.д.

№2024614373 Panda Photonic Suite. ООО «Иннфокус». Программа предназначена для автоматизации оптических и оптоэлектронных измерений и анализа характеристик фотонных интегральных схем и волоконно-оптических устройств. Область применения: контрольные измерения в области микроэлектроники и интегральной фотоники , волоконной оптики. 

В России имеется одно свидетельство на ТИМС №2025630181 Топология экспериментального образца фотонной интегральной схемы на основе микрокольцевых резонаторов. МИЭТ. Микросхема предназначена для апробации возможности изготовления узкополосного РОС-лазера с применением отечественного производства и определения оптимальных конструктивных и схемотехнических решений, способных обеспечить разработку на их основе конечных устройств оптоэлектроники и фотоники, таких как оптический гироскоп. 

НИОКТР

По запросу фотоника ГИС «Наука и инновации» выдаёт 3249 документов. В основном это открытые отчёты о НИОКТР по грантам и договорам. Нас привлекли начинаемый работы. 

Так, НИР «Новые фотонные технологии и материалы» за 50,2 млн руб. выполняет в 2024-2026 гг. Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН. Одной из глобальных задач для биофотоники сегодня является разработка материалов и устройств. Это довольно широкий спектр от фотонных материалов для изготовления имплантов и антибактериальных покрытий до фотоконверсионных пленок и полимеров. Похожие по широте запросы стоят перед биофотоникой и по разработке устройств и технологий. 

Исследование и разработка конструктивно-технологического базиса интегральной фотоники для нейроморфных вычислений осуществляется за средства федерального бюджета 225 млн руб. в 2025-2027 гг. в научном учреждении «Научно-производственный комплекс «Технологический центр». В проекте планируется разработка и исследование конструктивно-технологического базиса нейроморфных вычислителей на основе интегральной фотоники с использованием фазопеременных материалов и наноразмерных систем и материалов. Будут исследоваться гибридные гетероструктуры, состоящие из различных типов наноразмерных систем и материалов с точки зрения их возможного применения в технологиях фотонных нейроморфных вычислений.

Заключение

В России традиционно сильна оптика и фотоника, особенно в научном плане, Вспомним для примера — лазер был изобретен Николаем Басовым и Александром Прохоровым.

Количество патентов по фотонике в РФ сравнительно большое. Правообладателями выступает около 100 юридических лиц и несколько десятков физических лиц. Количество авторов (компетентных инженеров и научных работников) можно оценить в 500 чел. Наибольшее количество открытых РИД принадлежит вузам и институтам РАН, существенное число — малым инновационным предприятиям. Производственные структуры «Ростеха» и «Росатома», которые доводят разработки до изделий, например «Персвет», в открытом патентном поле отсутствуют, что логично в нынешних условиях.