湖北日报全媒记者 甄子萱
20000、800、300。三组数字,记录着一根方形芯特种光纤的国产化轨迹。
国外企业垄断时,一根仅3米至5米长的成品光纤,报价接近2万元;中国企业攻克异形拉丝工艺、实现自主量产后,价格降至800元左右;待生产线进一步成熟、实现批量供货后,价格有望降至每米300元左右。
懂光纤的人,更明白这组数字背后的分量。玻璃熔融拉丝时,天然会在表面张力作用下趋向圆形。要拉出边角清晰的方形纤芯,还要把直角精度控制在3微米以内,材料配方、拉丝工艺、生产设备,缺一不可。
过去数十年,这项技术仅被少数国外企业掌握,国内科研院所和激光企业只能高价求购。如今,这根改变国内相关产品长期依赖进口局面的方形玻璃细丝,其核心技术已经掌握在光谷企业长盈通光电手中。
这条追光之路,长盈通光电技术总监廉正刚走了13年。

一句嘱托,催生一场归国追光
2013年7月23日,习近平总书记在党的十八大后首次考察湖北。在光谷展示中心,习近平详细观看光纤通信、3D打印、生物质能源等创新成果展示并指出,一个国家只是经济体量大,还不能代表强。“我们是一个大国,在科技创新上要有自己的东西。”
彼时,廉正刚正在英国南安普顿光电研究中心从事博士后研究。

博士阶段,他和同学曾修复一台报废的拉丝塔,从零开始研制光纤,并在全球率先开发出纳米机械光纤和微结构多组分玻璃光纤。然而,在欧洲实验室工作一段时间后,他逐渐感受到基础研究与产业应用之间的距离,不少专利和前沿材料配方完成后,最终被收进档案柜。
没有产业链承接,再前沿的成果,也很难转化为解决实际需求的产品。
怎样才算真正掌握核心技术?如何摆脱对国外技术的依赖?实验室里的光,怎样才能照进国家产业急需的地方?
无数个守在实验台前的深夜,廉正刚一遍遍叩问自己。
总书记“科技创新上要有自己的东西”的嘱托传到海外,让他思考已久的答案愈发清晰:回国,到产业一线去。
2013年下半年,廉正刚先后奔赴国内多地,实地考察产业环境。
“光谷是中国光纤产业发源地,科研院所、应用场景和上下游企业不断集聚,与我深耕特种光纤的方向高度契合。”廉正刚说,经过反复比较,他选择加入当时仍处于创业阶段的光谷企业长盈通光电。
初入长盈通的日子并不轻松。当时,厂区所在位置还属于武汉近郊,周边开发尚不完善。每次外出返回,他都要反复和出租车司机确认方位。
楼下是调试设备的生产车间,楼上是员工宿舍。廉正刚在这里一住就是两年,白天调设备、做试验,晚上整理数据、调整工艺,几乎把所有时间都投入特种光纤攻关。
锚定光纤环主业,啃下特种光纤“硬骨头”
13年前,国内光纤行业已经形成较为清晰的赛道。
依托光谷数十年的产业积淀,通用通信光纤工艺路线完善、产业链成熟、市场订单充足。选择进入这一赛道,企业可能更快获得订单、形成营收。
廉正刚和长盈通创始团队却作出了另一个选择:扎进当时少有企业问津的特种光纤领域。
在旁人看来,这并不是一门“划算”的生意——研发无从参照、应用场景有限、投入更像一个无底洞,短期内很难看到回报。
但在廉正刚看来,越是冷门、越是难做的地方,越可能藏着国家产业必须补上的短板。
应用于特种领域的某型保偏光纤,成为团队首先要啃下的“硬骨头”。
这种光纤是高精度光纤陀螺仪的核心介质,过去长期被一家国外企业垄断。对方不仅供货价格高,交付时还常常将完整光纤裁成多段:客户采购1公里光纤,收到的可能是两根500米短纤。
“每增加一个熔接点,都会带来额外损耗,直接影响重要装备的测量精度。”廉正刚说。
2014年起,他牵头启动该型保偏光纤专项攻关。

最棘手的问题,是预制棒开裂。
“头一天看还是完整的,放置一夜,第二天就出现通体裂纹,却找不到问题究竟出在哪里。”廉正刚回忆,那段时间,公司投入数百万元研发资金,大量试制坯料直接报废。对于一家初创企业而言,每一次失败都是真金白银的压力。
难不难?难。还干不干?干!
廉正刚带领团队从材料配比、掺杂工艺、退火温度到预制棒成型逐项排查。一个参数一个参数调整,一根棒一根棒试制。
历时近两年,团队终于攻克硼硅掺杂、退火控温、预制棒一体化成型等整套工艺,彻底解决材料开裂难题,实现该型保偏光纤稳定规模化生产。
从“有没有”到“好不好”,他们不满足于国产替代
解决“有没有”之后,团队没有停下脚步,而是根据国内应用需求持续迭代产品。
当时,行业通用的光纤包层直径为125微米。廉正刚带领团队不断调整拉丝张力和低温涂层配方,先后将产品迭代至80微米、60微米。
光纤直径越小,弯曲半径就越小。在同样大小的光纤环里,可以缠绕更长的光纤,陀螺仪的测量精度也随之提高。
“这已经不是简单复制国外产品,而是在吃透技术之后继续向前走。”廉正刚说。

依托自主保偏光纤,长盈通光纤环业务迅速打开市场。据企业介绍,其光纤环国内市场占有率已接近50%,成为国内惯性导航领域的重要供应商,服务于多项国家重点工程。
保偏光纤的突破,不仅筑牢了长盈通的主业底座,也让团队逐步建立起从材料制备、预制棒加工到光纤拉丝、性能检测的完整研发制造平台。
方形芯光纤,便是这一技术能力向外延伸的典型成果。
10年前,中国科学院半导体研究所找到长盈通,希望共同研发用于大功率半导体激光光纤能量合束组件的方形芯光纤。当时,国内尚不具备稳定量产能力。
高温的液态石英玻璃在拉制过程中由于张力影响自发趋向圆形。要让纤芯始终保持方形,并将边角直径误差控制在3微米以内,炉温梯度、牵引速度、冷却方式和材料配比中,任何一个参数出现偏差,都可能导致整根光纤报废。
没有成熟量产工艺可供参考,团队只能自主改造拉丝牵引和温控系统,上百次调整石英材料配比。
经过反复试验,首批国产方形芯光纤终于成功下线,光学性能和几何性能达到国外同类产品水平。同等长度产品的价格,也从进口时接近2万元降至800元左右。

“以前不是国内没有需求,而是价格太高,很多应用想用也用不起。”廉正刚说,只有把技术做出来、把成本降下来,实验室里的成果才有机会真正走向生产线。
随着技术不断突破,越来越多本土企业和科研院所向长盈通提出合作需求。
7月18日,第十七届光电子产业博览会上,廉正刚系统展示了长盈通在特种光纤领域十余年的技术积累。保偏光纤之外,企业已经布局方形芯、空芯、多芯等多类特种光纤,应用场景也从惯性导航拓展到超快激光、高精度传感、极端工况监测、精密加工和微创医疗等领域。
从一根进口价格近2万元的方形光纤,到多条前沿特种光纤赛道同步突围,13年前总书记“科技创新上要有自己的东西”的殷殷嘱托,始终是廉正刚和长盈通的攻坚坐标。
“我们做的,就是把核心技术牢牢掌握在自己手中。”廉正刚说,“只有这样,产业发展才有长久的主动权。”
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