飞象原创(魏德龄/文)在长飞的企业介绍中,一直有这样一句话:“致力于将光纤联接到世界每一个角落。”在如今互联网时刻触手可及的时代,正是光纤所起到的基石作用,才将全球联接在一起。不过,应用于网络覆盖的通信光纤绝不可能只通过一类产品就能满足世界不同场景行业的需求,尤其在未来应用场景正在大量衍生的当下。
因为发明掺铒光纤放大器,使光纤通信容量大幅提升,从而推动后续全球光纤通信革命的David N. Payne爵士在谈及光纤的未来应用场景时就表示,无限功率光源、油气开采、、粒子加速、激光推进等领域都需要产业设计的特种光纤来实现突破。例如,石油行业希望用光纤激光器在井下5公里深处进行钻探,在切割和焊接应用中希望能让同一台光纤激光器随需切换光束分布,又像人工智能与机器学习,如何打破训练数据量与光纤数目的比例关系?
上述行业问题的解题者正是特种光纤。
上天入地下海,拓展应用外延
“全球数字化进程加速推进,人工智能、千兆光网、智能制造等新兴领域,对光纤性能提出了更高、更特殊的要求。特种光纤作为赋能光通信、激光制造、海洋探测、生命科学等多个高端产业的核心基础材料,其技术突破与创新应用,已成为推动产业升级的关键力量。”长飞公司副总裁郑昕在第26届中国国际光电博览会上的长飞特种光纤及应用产业论坛上表示,举办此次活动,正是希望搭建一个开放、共享、前瞻的交流平台,唯有凝聚全球智慧,深化协同创新,才能共同破解难题,引领特种光纤技术迈向新高峰。
早在2003年,在我国通信网络建设的强大需求驱动下,长飞成功研发首款特种光纤:色散补偿光纤,并实现规模化生产与应用,通过精确制造出复杂折射率剖面形状的光纤,从而能够得到在被补偿工作波长处插入损耗与残余色散最优化的光纤产品,在长途骨干传输网络、城域传输网络中发挥重要作用。
随后的20余年中,长飞特种光纤业务不断采用新技术开发系列化产品,服务于多个应用领域,其中最具代表性的包括通信、工控、传感、激光与前沿科研,遍布空天地海多个场景。
面向AI时代,在数据中心与算力中心的重要基础设施建设中,长飞系列化的器件保偏光纤为先进的小型化、低功耗、高速率的器械开发提供关键部件,为进一步实现高速率、高容量和更长距离的光源提供坚实支撑。延伸至长距离光通信领域,系列化掺铒光纤实现C/L双波段扩展放大,让信号传输“无限续航”,为我国的400G及更高容量网络的建设与持续升级作出了突出贡献。
仰望天空苍穹,抗辐照掺铒光纤成为星间激光通信的“辐射免疫芯”,构建卫星星间激光通信的可靠链路,为如火如荼的卫星通信网络建设与空间科学实验添砖加瓦。同时,长飞还在助力人类接收来自深邃宇宙的未知信号,天文光纤实现大规模、高质量、高效率的光谱观测,可单次捕获4000+天体光谱,通过光纤技术为认知宇宙世界提供进一步加持。
回到蓝色星球表面车水马龙的繁华人世,安全、高效、长距离的光纤激光雷达技术是新能源汽车和智能驾驶的重要技术保障。长飞的铒镱共掺光纤正在点亮自动驾驶的“光之眼”,放大脉冲信号强度以高功率、高可靠性光源赋能激光雷达超远距精准感知。
再到神秘蔚蓝的水下世界,为了更好地认识海洋,长飞攻克了弯折、密封、氢损三大痛点,为海底观测和水下通信提供常备的技术和产品。同时还深入发展特种产品,在油气井和页岩气等能源领域发挥重要作用,通过打造坚韧的特种光纤光缆产品,使其能够在极端环境下,让光通信和光传感技术成为现实。
此外,在电力能源领域,长飞在特高压领域已经积累十余年的工程实践经验,技术和产品服务于50多项国家级重要工程,更是在北京冬奥会期间实现了“张北的风点亮北京的灯”;在油井勘探领域,油井传感特种产品解决方案成了“智慧生命线”,通过攻克氢损与高温衰减难题,解锁万米油气禁区,实现全生命周期透视;在激光领域,长飞在工业激光市场又成为“最锋利的刀”,利用优异技术持续赋能切割焊接等传统应用,贯穿从重型机械到精密零件的制造过程,为现代工业发展提供坚实支撑;在医疗领域,长飞医用光纤凭借其优异的生物相容性和精准能量传控能力,为微创手术和高端医美提供了关键工具,提升人类生命质量。
“我们不仅专注于主流通信光纤的持续优化和创新,更在特种光纤领域深耕20余年,进行了长期且大量的研发投入。从通信特种光纤保障千公里级高速传输,到传能光纤赋能先进激光制造,从耐高温、抗辐射特种光纤应用于极端工业环境,到多款特色光纤产品服务于传感、医疗、能源等领域,我们致力于打破边界,不断拓展光纤技术的应用外延与性能极限。”长飞公司副总裁郑昕在致辞中表示。
为多领域提供创新破局之机
与此同时,长飞特种光纤也为不同领域产品的功能突破与创新破局提供了前提条件。长飞公司技术总监罗杰在圆桌讨论环节表示,长飞特种光纤的创新与突破很多时候是为了创新和战略需求。
例如,在光纤激光领域,长飞光纤定义的三包层方案相当于很早便搭起了摩天大楼的地基,随着合作伙伴的应用与产品落地,不仅实现了国内首个激光器及核心光学器件100%自研自产,也缔造了国产超高功率时代。
在分布式光纤测量领域,特种光纤更是被研发人员称为“粮食”,光纤作为一条“连续分布的传感器”,让智能化检测和传感网络融为一体。长飞的产品助力国内成功研制谱系化的高精度光纤仪器与综合测量系统,兼顾高精度、宽量限、长距离、多参量、动态化等测量需求,实现国产替代。
长飞公司特种光纤首席科学家杨晨在谈到特种光纤标准工作展望时表示,长飞将推动我国特种光纤光缆技术与标准体系在国际舞台上发挥更广泛、更深入的影响力,为建设科技强国贡献长飞的智慧与力量。
第26届中国国际光电博览会的长飞展台上,同样展示了多元化的全场景应用成果,包括AI智算枢纽、特种光通信、智能感知、工业激光、全光智能车、绿色照明等六大主题产品与解决方案。例如,整合空芯、多芯等前沿光纤,高品质多模光纤,高密度综合布线系统,400G/800G/1.6T高速光模块等创新产品的长飞AI智算枢纽解决方案;全功率、全波段、全脉宽的特种光纤解决方案所展现的长飞公司在工业激光特种光纤全球领先的技术实力;深度融合车载光纤通信、车载光纤照明、车载激光雷达铒镱共掺光纤、车载电池光纤监测、碳化硅五大技术,打造的“全光智能车”解决方案;从核心材料、关键器件到激光光源的自主创新全产业链产品,以及全新旋芯架构激光解决方案。从多个领域与实际业务场景形象地呈现了特种光纤对于现实世界的赋能。
长飞公司执行董事兼总裁庄丹表示:“智能时代正在加速到来,长飞公司将在光纤、光缆等主营业务的发展基础上,持续加大多元化业务的探索力度,以优质、高效、具有技术竞争力的产品和解决方案,赋能各产业的数字化、智能化发展,持续为数字经济贡献力量。”
从深海勘探到太空通信,从万米油井到智算中心,长飞特种光纤正在将已经成功构建起的互联网世界“基石”之力,以上天入地下海的方式传递到世界的每个角落。如果说互联网是人类社会的一次重要技术性飞跃,长飞特种光纤正在孕育更多飞跃可能。