“研制量子計算機需要各類光器件,這為光矢量分析儀應用開辟了一個新場景?!苯?,蘇州六幺四信息科技有限責任公司(以下簡稱“六幺四科技”)總經(jīng)理傅劍斌簽下一筆訂單,再次堅定了自己多年前的選擇。
傅劍斌自2011年起師從南京航空航天大學(以下簡稱“南航”)教授潘時龍。彼時,國產(chǎn)超高分辨率光矢量分析儀研制還是一片空白。
“想成為科研強國,必須先成為儀器強國!”十幾年來,潘時龍帶領團隊攻關超高分辨率光矢量分析技術,并將其產(chǎn)業(yè)化,六幺四科技便是產(chǎn)業(yè)化的結晶。
如今,超高分辨率光矢量分析儀及其相關產(chǎn)品已在67家單位得到應用,支撐了超過100種高端光器件的研發(fā)。
前不久,潘時龍團隊的“超高分辨率光矢量分析專利技術產(chǎn)業(yè)化”入選全國“2025年第一批專利轉(zhuǎn)化運用優(yōu)秀案例”。
從會議室起步,獲得專業(yè)認可
在南航電子信息工程學院一間實驗室內(nèi),一只插滿光纖的光器件正接受測試??蒲腥藛T按下儀器按鈕后,一束微波信號輸入光器件,測試儀器的顯示屏上立即顯示出一條條起伏的曲線,將光器件的性能一一揭曉。
這臺大小與電腦相仿,正給光器件做“心電圖”的儀器,便是超高分辨率光矢量分析儀。
眼前的儀器經(jīng)過無數(shù)次迭代、改進,已經(jīng)進入了車間、實驗室。但2010年,潘時龍進入南航工作時,學校在微波光子學這一研究方向沒有任何基礎。2011年,潘時龍東拼西湊了100多萬元,拉上在讀研究生的傅劍斌、薛敏等人,在一間會議室改造成的實驗室開啟了科研之旅。
研究初期,由于光器件頻譜響應“測量”存在帶寬限制,一度困擾團隊。如今已是南航電子信息工程學院教授的薛敏記得,在歷經(jīng)無數(shù)次失敗、團隊陷入無奈之際,潘時龍在一次學術交流中偶然發(fā)現(xiàn),有人曾借助光頻梳技術解決過光學難題。他眼前一亮,說:“我們不妨也試試?!?/p>
薛敏隨即查詢文獻、與光頻梳調(diào)制器廠家對接技術需求,重新設計測量方法,終于“守得云開見月明”?!肮忸l梳技術,可以像梳子一樣,把光信號的頻譜分為不同通道。每次掃描、測量單個通道的頻率響應,然后將數(shù)據(jù)拼接起來,就能看到整個器件的頻譜變化?!毖γ艚忉尩?。
這僅僅是漫漫征途中的第一步。測量光器件性能時,光、電信號轉(zhuǎn)換時會產(chǎn)生噪聲,這些噪聲又影響測量的靈敏度和精度?!皽y不準”成了又一項挑戰(zhàn)。如何在消除噪聲的同時避免對光信號產(chǎn)生干擾?降噪耳機的原理給大家?guī)砹遂`感。薛敏介紹,噪聲具有隨機性,難以控制,但信號卻是已知的。他們把光波分為兩路,其中一路將信號剔除,只保留噪聲,然后控制這路噪聲的幅度和相位,用于消除另一路噪聲。這一做法取得了成功。
就這樣,團隊邊摸索、邊試錯、邊迭代,終于在2016年研發(fā)出我國首臺超高精度光矢量分析儀。與國外壟斷產(chǎn)品相比,這臺儀器的測量分辨率提高了1600倍,相位精度提高了10倍。這一成果不僅打破了國外的技術壟斷,還獲得了來自專業(yè)領域的廣泛肯定。2017年,超高精度光矢量分析儀獲日內(nèi)瓦國際發(fā)明展最高獎項“特別金獎”。
面向市場迭代技術,支撐產(chǎn)業(yè)發(fā)展
首臺超高分辨率光矢量分析儀的成功研制,極大提振了團隊信心。2016年,傅劍斌成立六幺四科技,并出任總經(jīng)理,啟動產(chǎn)業(yè)化。
隨后幾年,傅劍斌和團隊同步走訪供應商、開發(fā)設備軟件、奔波各地為客戶演示儀器、免費提供測試和租賃服務。
雖然對技術有信心,但這個年輕的創(chuàng)業(yè)團隊初涉商海時屢屢碰壁。有一次,一家公司的技術人員在使用六幺四科技的光時延測量儀后發(fā)覺比國外的儀器還好用。但公司高層發(fā)現(xiàn)這是一支學生團隊,轉(zhuǎn)而選擇了國外的儀器。
君子藏器于身,待時而動。2018年,武漢一家知名光纖制造商急需一款高精度儀器用以測量光纖長度,而且要求精確測試精度達到0.1毫米,但遍尋國內(nèi)外找不到解決方案。
六幺四科技的機會來了。傅劍斌和團隊從光矢量分析技術體系中把延時測量技術拆分出來,重新搭建了系統(tǒng)構架、設計軟件操作界面,研制出了一款高精度光延時測量儀。
但挑戰(zhàn)接踵而來?!鞍蠢碚f看信號在光纖里飛行了多少時間,再乘以光速,就能測出光纖長度,但最初的測量結果并不如人意?!备祫Ρ髨F隊反復排查后發(fā)現(xiàn),儀器電路板內(nèi)的噪聲、機箱外殼的震動給測試數(shù)據(jù)帶來干擾。于是,他們逐個排查儀器內(nèi)三四十個零部件的性能,再次核驗每一個細節(jié)。經(jīng)過大半年的調(diào)整與測試,團隊得到令人滿意的測量結果,成功拿下這筆訂單。
迄今,傅劍斌帶領團隊基于超高分辨率光矢量分析技術,研發(fā)出十幾款儀器,它們廣泛應用于我國超高速光通信、超算中心、5G通信等關鍵領域。
如今,潘時龍開始拓展新的研究領域。最近,他正嘗試將光矢量分析技術應用于紅外線等波段?!拔覀兗纫诳茖W研究中探索無人區(qū),也要支撐產(chǎn)業(yè)發(fā)展,讓我國的高端測量儀器不再受制于人?!迸藭r龍說。
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