Primanex 磁光開關(guān)的發(fā)展歷程

　　ICCSZ訊 當(dāng)北京大學(xué)教授劉弘度在美國硅谷Fremont參與創(chuàng)立Primanex（浦芮斯光電科技有限公司，或稱公司）之時，或許就已經(jīng)給這個團(tuán)隊注入了“學(xué)院派”的基因，那時還是2000年9月。創(chuàng)立Primanex的理由很簡單，就是磁光開關(guān)。當(dāng)其他人還執(zhí)著于機(jī)械式光開關(guān)(MOM)及微機(jī)械式光開關(guān)(MEMS)時，劉教授就已帶領(lǐng)著一干研發(fā)工程師開始了Primanex團(tuán)隊獨(dú)步全球磁光開關(guān)并引領(lǐng)磁光技術(shù)的平凡而又卓越的旅程。那時，公司只有一個產(chǎn)品-磁光開關(guān)，而且還在實驗室的光學(xué)平臺上。

　　2001年3月，Primanex申請了磁光開關(guān)領(lǐng)域的第一個核心專利(US6493139)，從光學(xué)設(shè)計層面涵蓋了透射式和反射式兩大類磁光開關(guān)的各種設(shè)計及變異;并在同一天，Primanex還申請了磁光可調(diào)衰減器領(lǐng)域的第一個核心專利(US6631238);緊接著在2001年8月，Primanex申請了磁光開關(guān)中的核心組件-法拉第旋光器的核心專利(US6580546)。此三項美國核心專利構(gòu)成了Primanex在磁光開關(guān)及磁光技術(shù)領(lǐng)域領(lǐng)先全球的基石。由于巧妙地借助于法拉第旋光效應(yīng)改變?nèi)肷涔獾钠駪B(tài)，并進(jìn)而根據(jù)偏振態(tài)的不同從空間上將入射光從不同的端口輸出，磁光開關(guān)對光的切換因而是不涉及機(jī)械運(yùn)動的。也正因此磁光開關(guān)具備了基于機(jī)械運(yùn)動原理的MOM和MEMS光開關(guān)等所不可能擁有的競爭優(yōu)勢：微秒量級的高切換速度(機(jī)械式光開關(guān)與之形成對比的是毫秒量級)，永遠(yuǎn)不用擔(dān)心的切換壽命(Primanex的實時在線測試顯示長于300億次的切換壽命，而機(jī)械式光開關(guān)與之形成對比的是1000萬~1億次的壽命)，無與倫比的切換重復(fù)性(磁光開關(guān)的+/-0.01dB的切換間損耗重復(fù)性是其它技術(shù)不可比的)。更巧妙的是，由于Primanex獨(dú)特的法拉第旋光組件的設(shè)計，Primanex的磁光開關(guān)是狀態(tài)保持型(Latching-Type)的，即僅在需要切換時才需要一個極短的外電壓脈沖激勵;在完成切換之后，可保持開關(guān)狀態(tài)而無需外電維持;且所需的電壓很小，5V即可。因而，Primanex的磁光開關(guān)可以獲得極低的功耗。

圖一：脫胎于Primanex美國實驗室的磁光開關(guān)

　　由于以上所描述的獨(dú)特的競爭優(yōu)勢，Primanex的磁光開關(guān)甫一問世就受到了貝爾實驗室、Princeton Lightwave、JDSU、波音以及洛克希德馬丁等重要客戶的密切關(guān)注。在2002年底，Primanex應(yīng)行業(yè)大勢所趨，將美國硅谷的生產(chǎn)及研發(fā)向中國轉(zhuǎn)移，與中國最大的黃金集團(tuán)之一-山東招遠(yuǎn)的招金集團(tuán)合資成立招遠(yuǎn)招金光電子科技有限公司，落戶招遠(yuǎn)，開始了在中國的二次創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新之旅;磁光開關(guān)，這朵誕生于美國實驗室的奇葩，也開始在中國落地生根的旅程。

　　2003年12月，時任JDSU最年輕Design Authority的Andrew Zhao離開JDSU渥太華校園，加盟Primanex，受命創(chuàng)辦Primanex青島研發(fā)中心，即青島招金光電子科技有限公司。趙博士和他的JDSU戰(zhàn)友們習(xí)慣上稱JDSU渥太華園區(qū)為校園，的確那更像是一所大學(xué);那是一個現(xiàn)在想來都令人激動、憧憬和懷念的時代，有著太多的技術(shù)牛人，有著太多的思想火花與碰撞，沒有什么是不可能的。年輕的趙博士在回國之初面臨著來自中科院的年邁的導(dǎo)師的邀約，卻最終選擇了留在Industry：因為還有太多的產(chǎn)品在趙博士的心中，為什么這些不可以在中國由中國人自己來實現(xiàn)呢?或許真是一種緣分，年輕的趙博士注定要承擔(dān)起傳承劉教授的“學(xué)院派”基因，在“紅瓦綠樹、碧海藍(lán)天”的青島繼續(xù)Primanex創(chuàng)新傳統(tǒng)的重任;而圍在趙博士身邊的，是更年輕的剛從校園走出的研究生和本科生們。

　　也就是在趙博士剛回國的2003年12月，Primanex申請了在國內(nèi)的第一項發(fā)明專利，是關(guān)于寬波長范圍內(nèi)的波長可調(diào)濾波器的(ZL200310114550.8)，這也是國內(nèi)該領(lǐng)域最早的發(fā)明專利之一。同樣是在2003年，Primanex研發(fā)團(tuán)隊開發(fā)應(yīng)用于光纖水聽器的法拉第旋光反射鏡產(chǎn)品(FRM)，以解決光纖型邁克爾遜干涉儀中光纖中隨機(jī)偏振態(tài)的擾動對干涉信號可見度的干擾，Primanex成為國內(nèi)首家研發(fā)并批量生產(chǎn)FRM的廠家;Primanex研發(fā)團(tuán)隊開發(fā)熱穩(wěn)定波長標(biāo)準(zhǔn)具，以完全無源的方式實現(xiàn)了波長在寬溫范圍內(nèi)的“零”飄移，成為整個光纖傳感行業(yè)的標(biāo)志性光器件，迄今仍成功地應(yīng)用于國內(nèi)絕大部分光纖傳感設(shè)備中。

　　Primanex圍繞磁光開關(guān)的創(chuàng)新從來也就沒有停止過：在2004~2005年度，Primanex針對光纖傳感領(lǐng)域推出真正的“可逆型”磁光開關(guān)，即在不改變光開關(guān)的切換狀態(tài)下，可以讓通過磁光開關(guān)的光原路返回，這對光學(xué)定律中法拉第效應(yīng)的不可逆性是個突破;在2006年2月，Primanex申請微型磁光開關(guān)的發(fā)明專利(ZL200610003450.1和ZL200910163139.7)。

　　或許是傳統(tǒng)礦山企業(yè)與高科技公司的理念不可調(diào)和，也或許是傳統(tǒng)國企強(qiáng)勢領(lǐng)導(dǎo)與海歸博士之間的思維模式的巨大差異，2007年的3月對Primanex是一個地震的月份，先是第一任總經(jīng)理Alan Lee博士的離開，緊接著是趙博士的辭職和一群有追求的年輕人的出走。“不自由，毋寧走”，這是否也是一種精神?一種與創(chuàng)新伴生而來的精神。一個公司的不幸，在價值傳遞鏈的另一端，往往就是另一公司之幸事。趙博士和追隨其而去的一群年輕人的加盟高意科技，適逢高意由傳統(tǒng)OEM企業(yè)向自主創(chuàng)新品牌轉(zhuǎn)移的歷史契機(jī)，靠著這些年輕人和更年輕的剛從校園走出的研究生們，趙博士又從零開始打造了一支團(tuán)隊，與美歐同行直接過招，一改過往華為和中興只能向歐美供應(yīng)商購買高端光器件的歷史，實現(xiàn)了高端光器件的國產(chǎn)化。創(chuàng)新的激動與民族的激情始終洋溢在這支并不大的團(tuán)隊中。然而，這種激情很快就被美國II-VI公司全資收購高意科技的事實所消弭;適時而來的招金集團(tuán)的召喚，讓這支年輕的團(tuán)隊在2010年3月再次踏上了北返的征程，所有的人心中都有一個“復(fù)興招金光電子-Primanex的夢”。趙博士開始擔(dān)任招遠(yuǎn)招金光電子科技有限公司和青島招金光電子科技有限公司的總經(jīng)理，期望著依靠招金集團(tuán)的強(qiáng)大的財力支持，開啟更大的創(chuàng)新之旅，在整個光電子行業(yè)濃重地打下我們中國人的印記。

　　圍繞磁光開關(guān)的創(chuàng)新又可以繼續(xù)了。全膠工藝被引入到磁光開關(guān)平臺，以解決Primanex早期磁光開關(guān)以Soldering技術(shù)封裝產(chǎn)品所帶來的溫度穩(wěn)定性不好、產(chǎn)品制作周期偏長等缺點(diǎn);新型的磁光開關(guān)終于在2011年順利通過了Primanex歷史上第六次Telcordia GR1209/1221可靠性測試。

圖二：Primanex新型的基于全膠工藝的磁光開關(guān)

　　然而，創(chuàng)新之路不會總一帆風(fēng)順。招金光電子的以技術(shù)研發(fā)為主導(dǎo)的經(jīng)營管理團(tuán)隊的管理經(jīng)驗欠缺與事實上并未絲毫改變的文化理念沖突，讓這條創(chuàng)新之路更加充滿荊棘。對自由的追求再次戰(zhàn)勝了傳統(tǒng)理智，招金光電子管理層與招金集團(tuán)在2012年3月達(dá)成一致，在原青島招金光電子科技有限公司基礎(chǔ)之上重組成立浦芮斯光電科技有限公司：浦芮斯光電繼續(xù)保留Primanex旗號，也因此須繼續(xù)Primanex的創(chuàng)新傳統(tǒng)，并開啟Primanex在中國的三次創(chuàng)新之旅;而原控股股東招金集團(tuán)變?yōu)樾」蓶|。對于浦芮斯團(tuán)隊而言，這既是一份感情，更多還是一份責(zé)任。“浦芮斯”取自Primanex的中文音譯，而“浦”意為“水邊之地”，“芮”為“小草興旺生長之狀”，“斯”即“這方”，合起則為“在水一方、興旺生長”。這寄托了所有浦芮斯人的美好希冀。

　　Primanex圍繞磁光開關(guān)的創(chuàng)新還在繼續(xù)，曾經(jīng)有過在中國第一艘載人宇宙飛船“神舟”號上應(yīng)用的輝煌，此次的創(chuàng)新更多是在磁光開關(guān)的應(yīng)用領(lǐng)域。浦芮斯團(tuán)隊很自豪于與“嫦娥”團(tuán)隊合作的經(jīng)歷，也傾注了巨大的精力于新能源如風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域以及光控相控陣?yán)走_(dá)領(lǐng)域等。隨著成熟的光纖通信技術(shù)向其他產(chǎn)業(yè)的越來越多的滲透，越來越多的傳統(tǒng)領(lǐng)域?qū)怆娮悠骷蔡岢隽巳招略庐惖囊?，更多的商業(yè)機(jī)會也應(yīng)運(yùn)而生。磁光開關(guān)與其它競爭技術(shù)相比較而言的巨大優(yōu)勢，使其在但凡要求超長工作壽命(即一年365天，1天24小時連續(xù)不間斷切換工作)、超快響應(yīng)、超級可準(zhǔn)確重復(fù)等領(lǐng)域可以發(fā)揮得天獨(dú)厚的貢獻(xiàn)。

　　浦芮斯團(tuán)隊的創(chuàng)新遠(yuǎn)不止于磁光開關(guān)：光器件中的最基本組件如光纖準(zhǔn)直器者也同樣可以體現(xiàn)浦芮斯團(tuán)隊的創(chuàng)新精神。完全不同于傳統(tǒng)的反射法靠優(yōu)化插入損耗制備準(zhǔn)直器，浦芮斯在整個行業(yè)內(nèi)第一家采用光斑法制備準(zhǔn)直器：即無需監(jiān)控優(yōu)化插入損耗，僅須測量光纖經(jīng)透鏡準(zhǔn)直后的光斑大小及發(fā)散情況即可制備準(zhǔn)直器。如此，一方面大幅提高了調(diào)試效率，降低了對產(chǎn)線操作員工的技能要求，另一方面規(guī)避了傳統(tǒng)的反射法中插入損耗對光纖與透鏡之間距不敏感的缺陷，從而可以獲得更優(yōu)的光學(xué)性能，這點(diǎn)在制備超長工作距離準(zhǔn)直器時尤其明顯。進(jìn)一步，浦芮斯團(tuán)隊正致力于光斑法制備準(zhǔn)直器的自動化工作，相信在不久的將來可以看到靠自動裝夾、自動優(yōu)化、自動點(diǎn)膠固化等技術(shù)制備出來的浦芮斯高性能準(zhǔn)直器。

圖三：浦芮斯準(zhǔn)直器在典型“8+1”CCWDM中的應(yīng)用

　　浦芮斯團(tuán)隊將以上光斑法制備準(zhǔn)直器的優(yōu)勢進(jìn)一步延伸，可以為客戶提供定制設(shè)計優(yōu)化服務(wù)，這也是一種價值的創(chuàng)新。以上圖三為例，浦芮斯團(tuán)隊特別為緊湊型CWDM模塊定制設(shè)計、生產(chǎn)迷你型單纖準(zhǔn)直器，以求獲得最小的插入損耗，和在各波長通道之間獲得盡可能均勻的損耗性能，以及使用盡可能少的準(zhǔn)直器種類以簡化客戶端的供應(yīng)鏈管理和庫存管理。如上圖中的典型的“8+1”模塊中共10個準(zhǔn)直器僅需要3款設(shè)計即可滿足要求。浦芮斯光電可以給客戶提供更多的靈活性選擇，比如不同的幾何尺寸、不同的光纖類型以及不同的Filter類型等。

　　毫無疑問，我們目前所處的時代是一個高度發(fā)達(dá)、充滿了未知與不確定性的移動互聯(lián)網(wǎng)時代，我們見證了太多的無規(guī)則、無節(jié)操和無底線。但仍然還有這樣一群人，如浦芮斯團(tuán)隊，始終在固守著一些傳統(tǒng)的東西，如“創(chuàng)新”，如“自由”，并堅信“只要將產(chǎn)品做到極致，則一切將紛至沓來”。我們信奉“不自由，毋寧走”，“不創(chuàng)新，毋寧死”。如果世俗所謂的商業(yè)“成功”必得依賴于低端拷貝，那這樣的“成功”我們不要也罷;如果一個商業(yè)社會中充斥著抄襲和復(fù)制，并由此而形成一種以抄襲、復(fù)制為榮的文化，那我們唯有對這樣的社會和文化深深地鄙視和唾棄。