Патентный анализ адаптивных зеркал в оптоэлектронике

Развитие современной радиоэлектроники и телекоммуникаций сегодня неразрывно связано с проектированием высокоскоростных каналов передачи данных, передовых СВЧ-радаров, лидарных комплексов, а также инновационных систем навигации, медицинской диагностики и связи. Поскольку традиционные методы, опирающиеся на полупроводниковые ИС и СВЧ-компоненты, постепенно упираются в технологический потолок, фокус индустрии сместился в сторону радиофотоники и внедрения соответствующих устройств.

Важнейшим инструментом в управлении волновым фронтом и подавлении оптических аберраций стали адаптивные (активные, деформируемые, гибкие) зеркала. В таких решениях задействованы массивы исполнительных механизмов — пьезоэлектрических, электростатических или микромеханических — позволяющих с высокой точностью трансформировать геометрию отражающей поверхности. Концепция адаптивного управления волновым фронтом появилась еще в середине прошлого века, однако практическое воплощение стала получать с 1970-х годов по мере развития компьютерных алгоритмов деформации. Сегодня системы на базе таких зеркал незаменимы в астрономии, лазерной физике (включая оборонные технологии) и передовой оптоэлектронике.

Именно об этом направлении мы сегодня и поговорим.

Рынок адаптивных зеркал

Согласно актуальным аналитическим отчетам по направлению адаптивной оптики, ключевыми игроками на мировом рынке являются такие корпорации, как Northrop Grumman, Canon, Schott, Hamamatsu Photonics, Thorlabs, Edmund Optics, Zygo, Flexible Optical B.V, Active Optical Systems, ALPAO, Boston Micromachines, а также целый ряд других высокотехнологичных компаний, таких как Imagine Eyes, Iris AO, Imagine Optic, 4D Technology, Phasics, AKA Optics, Teledyne e2v, Opsydia и Holoeye Photonics.

В профессиональной международной среде закрепился англоязычный термин «Deformable Mirrors» (деформируемые зеркала).

Оценим состояние патентного ландшафта:

На платформе Google.Patents по запросу Deformable Mirrors optoelectronics на апрель 2026 года зафиксировано свыше 13 000 публикаций. Динамика их появления наглядно представлена ниже.

Мы видим, что в ранние периоды патентование носило эпизодический характер. В начале 2000-х наблюдался заметный скачок, сменившийся периодом спада в 2004–2013 годах, после чего активность вышла на стабильно высокие показатели. Топ патентообладателей выглядит следующим образом:

1. Институт оптики и электроники (Китайская АН) – 3,1%;

2. Sick AG – 1,6%;

3. Osram Opto Semiconductors GmbH – 1,4%;

4. Калифорнийский университет (The Regents Of The University Of California) – 1,3%;

5. Berkeley Lights, Inc. – 1%;

6. Neurolens, Inc. – 0,8%;

7. Харбинский технологический институт – 0,7%;

8. Пекинский технологический институт – 0,7%;

9. BOE Technology Group – 0,7%;

10. MEMS Drive (Nanjing) Co., Ltd. – 0,6%;

11. Texas Instruments Inc. – 0,5%;

12. Иллинойсский университет (The Board Of Trustees Of The University Of Illinois) – 0,5%;

13. Seiko Epson Corp – 0,5%;

14. Cilag Gmbh International – 0,5%;

15. Qualcomm Mems Technologies Inc – 0,5%.

В рейтинге отсутствует единоличный лидер; доминируют представители Китая, США и Европы. Любопытно, что японские корпорации практически не представлены, а южнокорейские игроки вовсе отсутствуют. Значительную долю занимают академические структуры. Российские организации в топ-15 не вошли.

Тематическая классификация изобретений (по МПК) распределилась следующим образом:

• Оптические элементы, системы и приборы G02B – 36,5%;

• Устройства со стимулированным излучением H01S – 8,4%;

• Медицинская диагностика, хирургия и биометрия A61B – 7,5%;

• Физико-химический анализ материалов G01N – 7,4%;

• Оптические модуляторы и переключатели G02F – 7,1%;

• Измерительные приборы для спектроскопии и анализа характеристик излучения G01J – 6,6%;

• Коммутационные и защитные устройства H10H – 5,3% и др.

Очевидно, что авангард патентования сосредоточен вокруг оптических систем и лазерных технологий, за которыми следует высокотехнологичная медицина и радиопеленгация.

Примеры патентов:

CN114503460A: Система лазерной связи в свободном пространстве.

CN121386180A: Быстродействующее пьезоэлектрическое зеркало с дифференциальным управлением и механизмом предварительного натяжения.

JP2023055903A: Импульсный лазерный комплекс для биоаналитических задач.

Ситуация в России

В базе ФИПС по запросу «адаптивное зеркало» найдено 45 документов, по «оптоэлектронике» — 430, однако при попытке объединить эти области («адаптивное зеркало в оптоэлектронике», «деформируемое зеркало в оптоэлектронике» и т.д.) прямых результатов не обнаружено. Существуют лишь косвенные разработки, например:

А. с. СССР 1 485 180 (1989): Разработка Каунасского политехнического института в области коррекции волнового фронта для оптических систем передачи и приема излучения.

№2313810 (2007): Полупассивное биморфное зеркало от московской компании «Активная оптика».

№2713128 (2020): Система адаптивного управления размером светового пятна в составе газотурбинного двигателя (разработка ПАО «ОДК-УМПО»).

№2783630 (2022): Способ внутрирезонаторной коррекции лазерного излучения от РФЯЦ-ВНИИЭФ.

Также отметим активность иностранных компаний, в частности немецкого оборонного концерна RHEINMETALL WAFFE MUNITION GMBH с патентом №2549742 (2015), описывающим систему высокомощного энергетического воздействия на удаленные объекты.

Касательно полезных моделей РФ: по запросу «адаптивное зеркало» зафиксировано 11 единиц, однако специализированных решений для оптоэлектроники не найдено. Примеры:

№177637 (2018): Адаптивное зеркало с пьезоприводами от НИИ НПО «Луч».

№242 365 (2026): Высокоточный корректор наклона с емкостным датчиком, разработанный в Институте астрономии РАН.

В базах данных (регистрация с 2013 года) результатов по запросам «Адаптивное/Активное зеркало» не обнаружено. По «Деформируемое зеркало» есть две записи от ИОА СО РАН, касающиеся изучения влияния турбулентности на фемтосекундные лазерные импульсы и филаментацию.

Программ для ЭВМ, относящихся к данной тематике (с 2013 года), зарегистрировано немного (от 5 до 13 единиц по разным запросам), например:

№2015610717 (ИОА СО РАН): Программа для расчета статических нагрузок на гибкие зеркала.

№2016613580 (ИОА СО РАН): Алгоритм компенсации атмосферных искажений в режиме реального времени.

№2018613384 («Активная оптика НайтН»): ПО для управления пьезозеркалами.

№2024661120 (Красногорский завод им. С.А. Зверева): Программа интерполяции деформированных оптических поверхностей.

№2025694990 («Активная оптика»): Комплекс WaveFixer для автоматической фазовой коррекции.

НИОКР

ГИС «Наука и инновации» содержит около 120 записей по теме «адаптивные зеркала», в основном это отчеты по завершенным НИР. Из новых проектов выделяется работа Института оптики атмосферы, запущенная в 2026 году при грантовой поддержке Минобрнауки РФ (82,5 млн руб.), направленная на создание элементов радиофотонных трактов до 1 ТГц. Также Институт динамики геосфер им. М.А. Садовского РАН в 2025–2027 годах ведет разработку широкоапертурной адаптивной оптики для мощных импульсных лазеров (грант РНФ 21 млн руб.), что крайне важно для повышения качества выходного излучения, страдающего от аберраций в активных лазерных средах.

Ежегодная выставка «Фотоника» в Москве также демонстрирует фокус на разработку широкоапертурных комбинированных зеркал для мощных лазерных комплексов.

Заключение

В мире наблюдается интенсивный переход к промышленному производству радиофотонных интегральных схем (РФИС). Такие решения позволяют на едином кристалле объединить лазеры, фотодиоды, модуляторы и СВЧ-электронику, устраняя паразитные межсоединения и кратно повышая быстродействие, надежность и компактность оптико-электронных систем.

Хотя глобальное число патентов пока не исчисляется сотнями тысяч, потенциал отрасли огромен.

В России компетенции в области адаптивной оптики сосредоточены внутри структуры госкорпораций («Росатом», «Ростех», «Роскосмос»), академических институтов (РАН, Курчатовский институт) и ведущих технических университетов (МИФИ, МГТУ им. Н.Э. Баумана, крупные региональные вузы). В текущих условиях крайне важным выглядит развитие научного партнерства, в том числе с китайскими коллегами.

О сервисе Онлайн Патент:

Онлайн Патент — ведущая цифровая система в рейтинге Роспатента. С 2013 года мы специализируемся на LegalTech-решениях для охраны и управления интеллектуальной собственностью. Зарегистрируйтесь в нашем сервисе и получите доступ к полному спектру услуг:

• Регистрация программ, товарных знаков, изобретений и промышленных образцов онлайн;

• Подача заявок на внесение ПО в реестр отечественных разработок;

• Поиск по базам программного обеспечения;

• Официальная регистрация программ в Роспатенте;

• Профессиональная регистрация товарных знаков;

• Опции ускоренного делопроизводства;

• Бесплатный доступ к расширенным базам патентов, ПО и знаков;

• Мониторинг новых заявок по индивидуальным критериям;

• Оперативная поддержка квалифицированных экспертов.

 

Источник