领纤科技汪滢莹:我与反谐振空芯光纤的故事

B站影视 内地电影 2025-11-17 20:16 1

摘要:第一次见她,是2023年去杭州银湖激光时,恰巧碰到了正在拜访的汪滢莹老师。那时,她刚决定投身产业化,正在寻找路径。言谈间能清晰地感受到一位科学家对技术路径的笃定,以及对产业化现实的审慎。在了解到汪老师的项目之后,我当场发出了采访邀请,她微笑着,语气温和却坚定:

我与汪滢莹老师的“三次邀约”,几乎贯穿了空芯光纤从实验室奇迹到产业风口的全过程。

第一次见她,是2023年去杭州银湖激光时,恰巧碰到了正在拜访的汪滢莹老师。那时,她刚决定投身产业化,正在寻找路径。言谈间能清晰地感受到一位科学家对技术路径的笃定,以及对产业化现实的审慎。在了解到汪老师的项目之后,我当场发出了采访邀请,她微笑着,语气温和却坚定:“再等等,时机还不到,有机会一定和你们聊聊。”

第二次联系,是2024年年底,空芯光纤概念大火,业内都在谈论它即将带来的产业革命。我再次邀请她分享看法。这次,她答应了,但依然说:“可以,但再稍微等一下,我觉得就快了。” 她似乎在等待一个足够有分量的成绩,来为她的故事奠基。

直到今年,在欧洲光通信会议(ECOC)的现场,她的团队凭借“间隙管辅助结构”空芯光纤,一举创下0.052 dB/km的超低损耗和82.5公里单跨拉丝长度两项世界纪录,成为全场瞩目的焦点。我在祝贺后,第三次表达了采访意愿。电话那头的她,透露出一种从容与确幸:“或许时机已经到了。但可能不会那么快,我得慢慢准备。”

然后,突然有一天,我便收到了汪老师发来的一篇长达5000字的自传。为尽可能保留她原文的情感,本期《追光者》将以第一视角,呈现汪滢莹老师与反谐振空芯光纤的故事——这段长近二十载,从“非主流”科研路径跋涉至世界之巅的追光历程。

以下为汪滢莹老师的自述:

近年来,伴随着空芯光纤大火,我经常接到各类媒体专访或是做科普的邀请,而我给的答复通常是:再等等。不论是写作还是采访,时机很重要,状态更重要。或许是因为长期从事创新类工作,我总希望在完成一项自认为“拿得出手”的成绩后,才有动力去讲背后的故事。

今年,在欧洲光通信会议(ECOC 2025)的PDP环节——那是国际光通信领域的“压轴大戏”,——空芯光纤论文竞争异常激烈。我们凭借“间隙管辅助结构”实现了0.052 dB/km的最低损耗和82.5 km的最长单跨拉丝长度,创下两项世界纪录,成为会议亮点之一。当这份成果得到全球同行的认可时,我知道,是时候分享我与空芯光纤的故事了。

01缘起巴斯

在质疑声中选择“少有人走的路”

我的空芯光纤之路,始于2006年赴英国巴斯大学访问之旅——那里正是空芯光纤的诞生地。当时,我就读于北京交通大学,在老师的推荐下获得国家留学基金委奖学金资助,赴英交流。一年后,我从一名访问学生,转身成为Fetah Benabid教授的博士生,正式踏上了空芯光纤的探索征程。

回想起来,我深感幸运:我的学术成长轨迹,几乎与反谐振空芯光纤的发展轨迹完全重合。我不仅一路见证,更亲身参与了它的成长。

2000-2010年间基于光子带隙原理的光子晶体空芯光纤是业内的主流,当时达到的损耗是1.2dB/km,同时已经接近它的物理极限,已被证实无法满足通信应用需求。而我的导师选择了另一条非主流路径:大周期性间距的Kagome(竹篮)空芯光纤(图1a)。这一结构看似与光子带隙光纤很像,但在导光机理上却有本质区别。按照2002年OFS经典的ARROW(反谐振导光原理, OL,27,1592)文章的划分,大间距的Kagome光纤属于反谐振导光。

然而,早期的Kagome光纤损耗高达500 dB/km-1000 dB/km,许多学者在会议上质疑我们:这么高的损耗跟毛细管有什么区别?凭什么可以称之为光纤?

但我们课题组并未受外界声音的干扰,依然沉浸在Kagome结构的探索中。我的博士课题,正是要攻克它的高损耗难题。

2010年,转机出现,我们终于找到了降低损耗的突破口。在当年CLEO会议PDP上,我报导了“内凹纤芯Kagome空芯光纤”的成果(图1b)。通过把纤芯形状从传统的近圆形修正为内凹的形状,我们将损耗降低到了180 dB/km,并在2012年优化到40 dB/km。

这一设计的灵感其实非常直接——让空芯更“空芯”。原有的结构设计仍然有0.2%的光场残留在石英中,并不是真正的“空芯”,也因此限制了结构性能。而内凹设计可以降低光场重叠一个数量级以上达到

这一成果出现的时机非常关键。当时,光子带隙光纤的损耗已被证明无法进一步下降,整个领域陷入迷茫:空芯光纤的未来在哪里?我们的工作让人们看到了新的可能:光子带隙并不是唯一出路,反谐振或许能打开另一扇大门。

这次纤芯结构的创新,被业内视为反谐振空芯光纤发展的重要里程碑。在多位学术权威的综述与报告中,都引用并认可了我们的贡献。我个人也凭借这项研究,获得了巴斯大学物理系最佳博士论文奖。之后,内凹型纤芯设计被广泛采纳,但Kagome包层结构仍有诸多缺陷,人们开始把注意力转向包层结构的优化与革新,新的探索由此展开。

2011-2014年,是属于反谐振空芯光纤结构设计的“黄金期”。俄罗斯科学家A. D. Pryamikov等人延续纤芯内凹的思路,设计了单管结构的空芯光纤(图1c),并于2013年把结构改为无节点式,从根本上避免了 Kagome 中 Fano 共振。在此基础上,2014年,Bath大学的Walter Belardi 和Jonathan C. Knight,南安普顿大学的Francesco Poletti先后分别发表了有节点嵌套管和无节点嵌套管反谐振空芯光纤的结构设计(图1d)。后者的文章流传的更为广泛,因为文章把这一结构的各方面的性能都剖析的非常清楚,可以当成是本领域的启蒙文章之一来阅读。同时,我们团队也发表了多篇理论文章,系统阐释了反谐振导光机理,为后续的低损耗结构奠定了物理基础。

图1 空芯光纤发展轨迹

02产业觉醒

从“跟随者”到“破局者”的转身

然而,嵌套结构虽在理论上性能优异,在当时却极难制备。

2018年,我们提出“连体管”结构设计(图1e),走出了一条“快人一步”的折中路线:在保留多层反谐振优势的同时,仅需单一充气通道,大幅简化了制备流程。我们将传输损耗降至2 dB/km,比单管与Kagome结构低一个数量级,创下当时反谐振空芯光纤的损耗纪录,也让同行看到了新的希望。该成果发表于《自然·通讯》,入选当年“中国光学十大进展”,也标志着中国团队首次在空芯光纤领域获得全球关注。基于这款光纤,我们在国内率先开展了空芯光纤通信实验。

从2019年到2023年,反谐振空芯光纤的舞台属于南安普顿大学。他们获得数亿英镑的资助,大力发展空芯光纤及通信应用,几乎每年都在OFC或ECOC以PDP形式刷新损耗纪录(图1f),并在2024年将损耗降低到了0.1 db/km(图1g),打破了传统石英光纤的损耗记录。而那几年,我们团队因为工作调动和有限的经费,更多是作为一个跟随者。

在2022年底,当微软收购南安普顿大学孵化的Luemnisity时,我清醒地意识到:科研力量已经无法与工业力量抗衡,如果想要继续保持影响力,必须做空芯光纤的产业化。

2023年我们找了一年的融资,但在当时并不顺利。几乎没人相信空芯光纤能真正大规模用于通信,而空芯光纤产业化,恰恰需要重资产投入,低估值无法支撑我们的创业之路。

转机出现在2023年6月。经朋友介绍,我们结识了江苏省产业技术研究院。我们的项目与他们 “做科技体制改革试验田”的定位高度契合,同时他们“拨投结合”的模式又很适合我们这种依赖重资产的项目。刘庆院长在做决策时说:“这种颠覆性的技术我们必须支持,我们要做好第一期钱烧光了投第二期的思想准备,不图短期获利,坚持长期支持。”

就这样,我们得到了江苏省产业技术研究院和南通市政府的支持,拿到了创业所需的第一笔资金并且吸引了多股工业力量加入了我们,在2024年1月成立了领纤科技。

巧合的是,领纤的成立时间恰逢空芯光纤在中国落地的开端。2024年,我认为是中国空芯光纤的元年。6月份,中国移动启动了国内首个空芯光纤光缆项目试点,我们是重要的参与方,我们铺设的空芯光纤性能位居当时国内第一。9月份,我们又携手中国移动完成了世界首个

图2 汪老师在欧洲光通信会议(ECOC 2025)作PDP报告

之后在2025年OFC关于空芯光纤的workshop中(图3),我作为开场演讲者,公布了46 km连续拉制的损耗0.1 dB/km的空芯光纤,这是当时全球最长的单跨空芯光纤拉制的报导。同行们都纷纷惊叹于于中国速度。在激烈的panel讨论中,立即有人问对空芯光纤量产的看法。我当时的回答是,计划今年年底实现连续拉丝100 km,明年有望实现几百km。我当时敢这么回答,是因为心里已经有量产方案了。

图3 汪老师OFC Panel环节讨论中

接下来就是我们这次ECOC PDP两项世界纪录的重磅报道了。今年ECOC PDP中共收录了四篇关于空芯光纤的文章,两篇讲光纤,两篇讲传输,足见热度之高。

我们的工作之所以引发广泛反响,是因为它回答了业内最关心、也最具现实意义的问题:空芯光纤如何量产?实芯光纤已经实现单棒万公里级拉丝,成本降至比面条还便宜。空芯光纤的性能优势已在实验室与多个商用场景中得到验证,几乎无人怀疑其对光通信的增益。

但大家真正担忧的是:如此精密、娇贵的结构,能否支撑全球通信产业的庞大需求?在光通信这个以“公里”“百公里”“千公里”为单位的行业里,无法量产的技术,再先进也只能是“阳春白雪”,登不上产业的舞台。

我们这一工作正是要直面空芯光纤的量产瓶颈,给出可行的方案。具体细节已有前期报道(图4所示),在此仅总结结论:我们设计的间隙管辅助空芯光纤(图1h)创造了两项新纪录——83 km单次拉制长度,实现了空芯光纤有史以来最长的单跨拉丝;0.052 dB/km超低损耗,创下迄今为止所有类型光纤的最低衰减。

图4 间隙管辅助空芯光纤实验结果

而比纪录更重要的是,我们给业界传达了一个理念:要让空芯光纤真正进入工业化阶段,结构设计必须具备足够的冗余度与工艺容差。只有当空芯光纤的结构从“科研可行”变为“制造友好”,它才有机会从小众走向主流,从实验室走进全球通信网络。

03星辰大海

当“dB/km”已无法衡量未来

我们的工作在LinkedIn上发布后,浏览量超过两万次,有很多同行朋友给我们留言表达了肯定——这也是做科研要追求的成就感。

一个有意思的插曲是,贝尔实验室的David Neilson教授在听完我的报告后,在Linkedin上@我问:”time to start using milli dB per km?” 下面很多人回复讨论是该用“mB/km”还是“dB/Mm”。这样有趣的探讨,正源于空芯光纤对实芯光纤的“颠覆”——或许连“dB/km”这个单位,都快无法满足空芯光纤的损耗降低趋势了。

至此,我与空芯光纤的故事,暂告一段落。但显然,这并非终点。故事仍在继续——它将随着空芯光纤产业化的深入、随着我们团队与合作伙伴的努力,不断写下新的篇章。

图5 汪老师Linkedin主页截图

写在最后

故事娓娓道来,我们仿佛也亲身经历了那段从无人区到风口的漫长跋涉。在感动与敬佩之余,我们更希望了解,驱动她前行的核心力量究竟是什么。下面我们将视线从波澜壮阔的历程,聚焦于她此刻的思考——关于空芯光纤的未来、企业的定位与她个人的成长,聆听她如何为这段“追光”之旅,标注下此刻的坐标与前进的航向。

01

您个人如何看空芯光纤的未来?

光纤之于光通信,是最重要的基础设施,它直接决定了光通信的架构应该如何搭建。而如今AI驱动着光通信要往极致性能方向发展,只有借助空芯光纤,才有可能实现极致性能,我想这是大家认可的发展趋势。至于空芯光纤能在多大程度替代实芯光纤,我觉得在很长一段时间内都会是共生关系,对于实芯没有出现瓶颈的应用场景,空芯还没有必要去介入。

02

领纤科技的定位是什么?

为什么能在仅仅两年时间内快速发展?

领纤的快速发展,源于我们将我们的研发实力和中国制造业的力量做了深度的融合,我们有一定的高科技属性,但也很清楚光纤属于制造业。在这两年时间内,我们深刻感受到了中国制造业的强大——产业链的完整、解决问题速度之快、执行力之强,这使我们能够跟上甚至引领空芯光纤的发展,也是我认为中国有望在空芯光纤领域做到全球第一的原因,这也正是“领纤”的使命。

03

请谈谈您的个人定位与发展路径。

我认为我是一个比较国际化的人。我在海外留学7年,回国后也基本保持着每年2-3次出国交流的频率。我一直在尽力将中西方文化做融合,“取其精华,去其糟粕”。留学那七年,正是我世界观与价值观形成的关键时期。欧洲是近代科学的诞生地,我在最好的年纪、最好的环境中,理解了科学的真谛,掌握了科研的范式,见识了科学家的品格。这培养了我扎扎实实做科研,不吹嘘,不夸大的习惯,西方文化中尊重个人、看重信誉等理念,也深深影响了我。

同时,通过每年寒假回国,我亲眼见证中国的快速发展与欧洲的相对停滞,我清楚未来在中国。因此,我于2012年选择回国——那或许也是回国的最佳时机。回国后,我感受到了中国科研环境的复杂,至今仍不觉得自己完全融入了,但我也很确定中国科研在向着好的方向发展。这一路,我们坚持着自己的科研风格:只做我们认为有意义的科研,保证工作的高质量、高可信度。通过一篇篇文章、一个个小突破的积累,我们赢得了国际同行的认可。

对中国科研环境的不融入,使我们在很多项目申报中失利,在一定阶段限制了我们的发展。但好在,中国的市场足够大,只要积极寻找,总能找到志同道合者,获得有价值的课题。得益于空芯光纤这一赛道本身的潜力,我们的科研之路走得还算顺利。而创业,则给了我离开纯科研界、拥抱更真实产业界的机会。

当我刚开始踏入完全陌生的产业界时,也曾经迷茫过。周围涌来各种各样的声音与建议:有人说大学教授创业的成功率是2%,女性创业的成功率是2%,因此我创业成功的概率是万分之四;也有人说我在行业活动中不够圆融、姿态太高,容易得罪人;也有人建议我作为创始人,要多曝光、多融资;更有人劝我不要纠结长期布局,先走野蛮生长之路。

面对国内外复杂的生态环境,我们不断思考领纤和个人的发展路径,逐步理清了方向。我深知,以我个人能力的不足和做事风格的不圆滑,创业失败的概率确实很大。但任何一个创业故事的成功,都有属于它的独特性,更离不开幸运之神的眷顾。

我们的幸运源自于我们身处一个充满潜力的赛道,和一次次的踩点完成一个个的里程碑。而我们的独特性,正源于做科研时一直坚持的那份初心:坚持做我们认为最有意义的事情和对信誉、品质的维护。

如今,当“领纤”逐渐站稳脚跟,我更加确信我们应当以更高的标准要求自己。作为反谐振空芯光纤发展历程中的亲历者和同行者,我们希望帮助这个领域构建一个健康的发展生态,见证它成为下一代主流通信光纤,并在未来的标准制定中,有一定的发言权。

实芯光纤从问世到量产再到如今的白菜价,经历了50余年的过程。空芯光纤亦是如此,从0到1,1到10,10到100,要经历一个从科学主导,技术主导,到制造主导的过程。目前正处于技术主导的过程,我们在跟客户交流时发现,不同客户,应用场景不同,对空芯光纤提出的要求都各有不同,正是因为这些“不同”,才使我们这些科研出身的人能够根据客户的要求做好定制化服务,反过来,根据客户的需求,我们更清楚空芯光纤最适合用在哪儿、最大价值是什么,从而促进其成熟落地。

我想,在空芯光纤从定制化到标准化的整个过程中,我们都会专注于技术的精进——这也正是我们研发型人才发光发热的最佳时机。当某一天,空芯光纤已经标准化,和实芯光纤一样可以放心的交给工人操作生产时,我的使命,我们团队的使命,整个空芯光纤领域这么多科研工作者的使命也就完成了。而这,也是我们最大的心愿。

来自:光电汇

长三角G60激光联盟陈长军转载

热忱欢迎参加我们在2026年4月15-17日在苏州举办的第八届涡轮技术大会暨民用航空发动机和燃气轮机展以及激光在民用航空发动机和燃气轮机中的应用大会(4月16日)

来源:江苏激光联盟

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