Primanex 磁光開(kāi)關(guān)的發(fā)展歷程

　　ICCSZ訊 當北京大學(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(chēng)公司）之時(shí)，或許就已經(jīng)給這個(gè)團隊注入了“學(xué)院派”的基因，那時(shí)還是2000年9月。創(chuàng )立Primanex的理由很簡(jiǎn)單，就是磁光開(kāi)關(guān)。當其他人還執著(zhù)于機械式光開(kāi)關(guān)(MOM)及微機械式光開(kāi)關(guān)(MEMS)時(shí)，劉教授就已帶領(lǐng)著(zhù)一干研發(fā)工程師開(kāi)始了Primanex團隊獨步全球磁光開(kāi)關(guān)并引領(lǐng)磁光技術(shù)的平凡而又卓越的旅程。那時(shí)，公司只有一個(gè)產(chǎn)品-磁光開(kāi)關(guān)，而且還在實(shí)驗室的光學(xué)平臺上。

　　2001年3月，Primanex申請了磁光開(kāi)關(guān)領(lǐng)域的第一個(gè)核心專(zhuān)利(US6493139)，從光學(xué)設計層面涵蓋了透射式和反射式兩大類(lèi)磁光開(kāi)關(guān)的各種設計及變異;并在同一天，Primanex還申請了磁光可調衰減器領(lǐng)域的第一個(gè)核心專(zhuān)利(US6631238);緊接著(zhù)在2001年8月，Primanex申請了磁光開(kāi)關(guān)中的核心組件-法拉第旋光器的核心專(zhuān)利(US6580546)。此三項美國核心專(zhuān)利構成了Primanex在磁光開(kāi)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改變入射光的偏振態(tài)，并進(jìn)而根據偏振態(tài)的不同從空間上將入射光從不同的端口輸出，磁光開(kāi)關(guān)對光的切換因而是不涉及機械運動(dòng)的。也正因此磁光開(kāi)關(guān)具備了基于機械運動(dòng)原理的MOM和MEMS光開(kāi)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(機械式光開(kāi)關(guān)與之形成對比的是毫秒量級)，永遠不用擔心的切換壽命(Primanex的實(shí)時(shí)在線(xiàn)測試顯示長(cháng)于300億次的切換壽命，而機械式光開(kāi)關(guān)與之形成對比的是1000萬(wàn)~1億次的壽命)，無(wú)與倫比的切換重復性(磁光開(kāi)關(guān)的+/-0.01dB的切換間損耗重復性是其它技術(shù)不可比的)。更巧妙的是，由于Primanex獨特的法拉第旋光組件的設計，Primanex的磁光開(kāi)關(guān)是狀態(tài)保持型(Latching-Type)的，即僅在需要切換時(shí)才需要一個(gè)極短的外電壓脈沖激勵;在完成切換之后，可保持開(kāi)關(guān)狀態(tài)而無(wú)需外電維持;且所需的電壓很小，5V即可。因而，Primanex的磁光開(kāi)關(guān)可以獲得極低的功耗。

圖一：脫胎于Primanex美國實(shí)驗室的磁光開(kāi)關(guān)

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

　　2003年12月，時(shí)任JDSU最年輕Design Authority的Andrew Zhao離開(kāi)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戰友們習慣上稱(chēng)JDSU渥太華園區為校園，的確那更像是一所大學(xué);那是一個(gè)現在想來(lái)都令人激動(dòng)、憧憬和懷念的時(shí)代，有著(zhù)太多的技術(shù)牛人，有著(zhù)太多的思想火花與碰撞，沒(méi)有什么是不可能的。年輕的趙博士在回國之初面臨著(zhù)來(lái)自中科院的年邁的導師的邀約，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(lái)實(shí)現呢?或許真是一種緣分，年輕的趙博士注定要承擔起傳承劉教授的“學(xué)院派”基因，在“紅瓦綠樹(shù)、碧海藍天”的青島繼續Primanex創(chuàng )新傳統的重任;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申請了在國內的第一項發(fā)明專(zhuān)利，是關(guān)于寬波長(cháng)范圍內的波長(cháng)可調濾波器的(ZL200310114550.8)，這也是國內該領(lǐng)域最早的發(fā)明專(zhuān)利之一。同樣是在2003年，Primanex研發(fā)團隊開(kāi)發(fā)應用于光纖水聽(tīng)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偏振態(tài)的擾動(dòng)對干涉信號可見(jiàn)度的干擾，Primanex成為國內首家研發(fā)并批量生產(chǎn)FRM的廠(chǎng)家;Primanex研發(fā)團隊開(kāi)發(fā)熱穩定波長(cháng)標準具，以完全無(wú)源的方式實(shí)現了波長(cháng)在寬溫范圍內的“零”飄移，成為整個(gè)光纖傳感行業(yè)的標志性光器件，迄今仍成功地應用于國內絕大部分光纖傳感設備中。

　　Primanex圍繞磁光開(kāi)關(guān)的創(chuàng )新從來(lái)也就沒(méi)有停止過(guò)：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(kāi)關(guān)，即在不改變光開(kāi)關(guān)的切換狀態(tài)下，可以讓通過(guò)磁光開(kāi)關(guān)的光原路返回，這對光學(xué)定律中法拉第效應的不可逆性是個(gè)突破;在2006年2月，Primanex申請微型磁光開(kāi)關(guān)的發(fā)明專(zhuān)利(ZL200610003450.1和ZL200910163139.7)。

　　或許是傳統礦山企業(yè)與高科技公司的理念不可調和，也或許是傳統國企強勢領(lǐng)導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(gè)地震的月份，先是第一任總經(jīng)理Alan Lee博士的離開(kāi)，緊接著(zhù)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(lái)的精神。一個(gè)公司的不幸，在價(jià)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OEM企業(yè)向自主創(chuàng )新品牌轉移的歷史契機，靠著(zhù)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(kāi)始打造了一支團隊，與美歐同行直接過(guò)招，一改過(guò)往華為和中興只能向歐美供應商購買(mǎi)高端光器件的歷史，實(shí)現了高端光器件的國產(chǎn)化。創(chuàng )新的激動(dòng)與民族的激情始終洋溢在這支并不大的團隊中。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(shí)所消弭;適時(shí)而來(lái)的招金集團的召喚，讓這支年輕的團隊在2010年3月再次踏上了北返的征程，所有的人心中都有一個(gè)“復興招金光電子-Primanex的夢(mèng)”。趙博士開(kāi)始擔任招遠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(zhù)依靠招金集團的強大的財力支持，開(kāi)啟更大的創(chuàng )新之旅，在整個(gè)光電子行業(yè)濃重地打下我們中國人的印記。

　　圍繞磁光開(kāi)關(guān)的創(chuàng )新又可以繼續了。全膠工藝被引入到磁光開(kāi)關(guān)平臺，以解決Primanex早期磁光開(kāi)關(guān)以Soldering技術(shù)封裝產(chǎn)品所帶來(lái)的溫度穩定性不好、產(chǎn)品制作周期偏長(cháng)等缺點(diǎn);新型的磁光開(kāi)關(guān)終于在2011年順利通過(guò)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(kāi)關(guān)

　　然而，創(chuàng )新之路不會(huì )總一帆風(fēng)順。招金光電子的以技術(shù)研發(fā)為主導的經(jīng)營(yíng)管理團隊的管理經(jīng)驗欠缺與事實(shí)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(mǎn)荊棘。對自由的追求再次戰勝了傳統理智，招金光電子管理層與招金集團在2012年3月達成一致，在原青島招金光電子科技有限公司基礎之上重組成立浦芮斯光電科技有限公司：浦芮斯光電繼續保留Primanex旗號，也因此須繼續Primanex的創(chuàng )新傳統，并開(kāi)啟Primanex在中國的三次創(chuàng )新之旅;而原控股股東招金集團變?yōu)樾」蓶|。對于浦芮斯團隊而言，這既是一份感情，更多還是一份責任。“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(cháng)之狀”，“斯”即“這方”，合起則為“在水一方、興旺生長(cháng)”。這寄托了所有浦芮斯人的美好希冀。

　　Primanex圍繞磁光開(kāi)關(guān)的創(chuàng )新還在繼續，曾經(jīng)有過(guò)在中國第一艘載人宇宙飛船“神舟”號上應用的輝煌，此次的創(chuàng )新更多是在磁光開(kāi)關(guān)的應用領(lǐng)域。浦芮斯團隊很自豪于與“嫦娥”團隊合作的經(jīng)歷，也傾注了巨大的精力于新能源如風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域以及光控相控陣雷達領(lǐng)域等。隨著(zhù)成熟的光纖通信技術(shù)向其他產(chǎn)業(yè)的越來(lái)越多的滲透，越來(lái)越多的傳統領(lǐng)域對光電子器件也提出了日新月異的要求，更多的商業(yè)機會(huì )也應運而生。磁光開(kāi)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(cháng)工作壽命(即一年365天，1天24小時(shí)連續不間斷切換工作)、超快響應、超級可準確重復等領(lǐng)域可以發(fā)揮得天獨厚的貢獻。

　　浦芮斯團隊的創(chuàng )新遠不止于磁光開(kāi)關(guān)：光器件中的最基本組件如光纖準直器者也同樣可以體現浦芮斯團隊的創(chuàng )新精神。完全不同于傳統的反射法靠?jì)?yōu)化插入損耗制備準直器，浦芮斯在整個(gè)行業(yè)內第一家采用光斑法制備準直器：即無(wú)需監控優(yōu)化插入損耗，僅須測量光纖經(jīng)透鏡準直后的光斑大小及發(fā)散情況即可制備準直器。如此，一方面大幅提高了調試效率，降低了對產(chǎn)線(xiàn)操作員工的技能要求，另一方面規避了傳統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(cháng)工作距離準直器時(shí)尤其明顯。進(jìn)一步，浦芮斯團隊正致力于光斑法制備準直器的自動(dòng)化工作，相信在不久的將來(lái)可以看到靠自動(dòng)裝夾、自動(dòng)優(yōu)化、自動(dòng)點(diǎn)膠固化等技術(shù)制備出來(lái)的浦芮斯高性能準直器。

圖三：浦芮斯準直器在典型“8+1”CCWDM中的應用

　　浦芮斯團隊將以上光斑法制備準直器的優(yōu)勢進(jìn)一步延伸，可以為客戶(hù)提供定制設計優(yōu)化服務(wù)，這也是一種價(jià)值的創(chuàng )新。以上圖三為例，浦芮斯團隊特別為緊湊型CWDM模塊定制設計、生產(chǎn)迷你型單纖準直器，以求獲得最小的插入損耗，和在各波長(cháng)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直器種類(lèi)以簡(jiǎn)化客戶(hù)端的供應鏈管理和庫存管理。如上圖中的典型的“8+1”模塊中共10個(gè)準直器僅需要3款設計即可滿(mǎn)足要求。浦芮斯光電可以給客戶(hù)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(lèi)型以及不同的Filter類(lèi)型等。

　　毫無(wú)疑問(wèn)，我們目前所處的時(shí)代是一個(gè)高度發(fā)達、充滿(mǎn)了未知與不確定性的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，我們見(jiàn)證了太多的無(wú)規則、無(wú)節操和無(wú)底線(xiàn)。但仍然還有這樣一群人，如浦芮斯團隊，始終在固守著(zhù)一些傳統的東西，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(lái)”。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(lài)于低端拷貝，那這樣的“成功”我們不要也罷;如果一個(gè)商業(yè)社會(huì )中充斥著(zhù)抄襲和復制，并由此而形成一種以抄襲、復制為榮的文化，那我們唯有對這樣的社會(huì )和文化深深地鄙視和唾棄。