在“玻璃絲”上刻寫中國精度(我身邊的最強大腦)
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王瑞春近照,AI修飾生成素描畫 |
一根通體透明的“玻璃棒”——看著像玻璃,其實它叫光纖預制棒,是生產光纖的核心原材料。我的日常工作,就是研究如何高效制備大尺寸預制棒,再將其拉成細如發絲的玻璃絲。
光纖預制棒不僅是石英玻璃,更記錄著從材料配方到工藝參數的整套技術密碼。它的制備技術是光纖制造中難度最大、技術壁壘最高的環節,其難度體現在對材料純度、工藝控制、設備精度和系統集成的極致要求上。
隨著數字中國建設加速推進,通信網絡從千兆走向萬兆。如何讓光纖在更長的距離上傳輸更多的信號、損耗降到理論極限、核心材料及裝備不再受制於人,是信息時代必須回答的問題。讓光纖成為自主可控、性能領先的信息通道,正是我們攻關的方向。
大尺寸預制棒的研制價值,在於它能大幅提高光纖制造效率,顯著提升規模量產能力。但預制棒越大,對折射率均勻性、雜質控制、幾何精度的要求就越呈指數級上升,且更易開裂。早期,高端預制棒和石英管全部依賴進口,核心工藝和生產裝備也由國外掌握,我們沒有現成經驗可以借鑒。
2011年,我們開啟了基於VAD(軸向氣相沉積法)/OVD(棒外化學氣相沉積法)工藝的大尺寸光纖預制棒自主研發的漫長征途。擺在面前的有兩條路:一條是引進國外技術,研發風險小,但永遠跟在別人身后﹔另一條是從零開始,挑戰全球領先。
我們選擇了后者,因為核心技術是買不來的。我們組建了涵蓋機械、電氣、材料、仿真、光學等多學科的上百人研發團隊,歷經成百上千次的失敗,逐步解決了折射率分布精確控制、沉積效率低、易開裂、燒結溫場均勻控制、深度純化、精確摻雜等行業難題,開發了基於自主VAD制備大尺寸芯棒、OVD制備包層的全新大尺寸光纖預制棒制備路線。
然而,這又引出了新的難題:如何實現大尺寸光纖預制棒的產業化?光纖產品對可靠性、一致性要求極高,任何批次的質量波動都可能導致產品報廢。從實驗室“能做出來”到工廠“穩定、高效、低成本地批量生產”,中間還有漫長的路要走。
於是,我們在潛江基地開啟了產業化工作。持續迭代沉積、燒結、熔接核心技術,優化爐溫自適應控制與精密光學檢測系統,解決大尺寸坯體均勻性、應力控制等難題﹔分步實施多期擴產與產線智能化改造,打通高效拉絲鏈路﹔依托潛江本地鹽化工配套優勢,循環利用氫氣等原料,降低大尺寸預制棒制造成本﹔同步開展工藝驗証與穩定性測試,推進技術成果快速轉量產……
歷時10年,我們最終攻克了基於自主VAD/OVD核心工藝及成套裝備、制造大尺寸光纖預制棒和高純合成石英管的關鍵技術難題,逐步實現了制造裝備的國產替代,生產的產品技術指標與良率均達到國際領先水平,成功打造了全球單體產能最大的光纖預制棒研發制造基地。
今年7月,我們牽頭完成的“石英光纖核心材料制備關鍵技術及應用”項目榮獲2025年度國家科學技術進步獎二等獎,這是我所在的企業第四次牽頭獲得該獎項。做研發的人,一輩子能扎扎實實解決幾個關鍵技術問題,能夠為國家的通信事業出一份力,我覺得就很有意義。
接下來,我們將繼續聚焦新型光纖研發,提高光纖傳輸性能,推動建設具有自主知識產權的光纖預制棒核心技術體系。對我來說,最理想的未來,是每一次信息傳輸,都經由中國制造的光纖通達千家萬戶,留下可信、可驗、可追溯的中國精度。
(作者為長飛光纖光纜股份有限公司首席科學家,本報記者范昊天採訪整理)
《 人民日報 》( 2026年09月07日 19 版)
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