中國(guó)工程院院士姜德生

過(guò)去十年我們解決了光纖傳感網(wǎng)絡(luò)中傳感器端的問(wèn)題，未來(lái)十年我們要解決解調(diào)器端的問(wèn)題

部署新一代智能傳感網(wǎng)絡(luò)中卡脖子關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)及上下游產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè)，形成具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的成套生產(chǎn)技術(shù)與裝備，形成以光纖通信、光纖傳感、光器件產(chǎn)業(yè)為主導(dǎo)，物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能競(jìng)相發(fā)展的格局

文 |《瞭望》新聞周刊記者 李偉

光纖傳感本質(zhì)安全，可靠性高，對(duì)大國(guó)重器意義重大。中國(guó)工程院院士、武漢理工大學(xué)戰(zhàn)略科學(xué)家姜德生是我國(guó)光纖傳感新技術(shù)研究的先驅(qū)者，他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)打破國(guó)外技術(shù)產(chǎn)品壟斷，構(gòu)建了具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的光纖傳感成套生產(chǎn)技術(shù)與裝備，使光纖傳感技術(shù)在國(guó)內(nèi)實(shí)現(xiàn)了從無(wú)到有、從有到優(yōu)的躍升。

姜德生團(tuán)隊(duì)成功研制出我國(guó)第一個(gè)光纖傳感器，攻關(guān)了新一代大容量光纖傳感網(wǎng)絡(luò)核心技術(shù)，首次工業(yè)化生產(chǎn)出單纖超過(guò)十萬(wàn)個(gè)光柵傳感器的產(chǎn)品，形成了大容量、高密集、高精度的光柵陣列光纖傳感網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，使我國(guó)光纖傳感技術(shù)在國(guó)際上實(shí)現(xiàn)了從跟跑向并跑、領(lǐng)跑的戰(zhàn)略性轉(zhuǎn)變。

姜德生團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的光纖傳感產(chǎn)品被同行評(píng)價(jià)為“帶來(lái)了監(jiān)測(cè)領(lǐng)域里的一場(chǎng)革命”。近日，《瞭望》新聞周刊對(duì)話(huà)這位與共和國(guó)同齡的院士，暢談科研創(chuàng)新之路，探討老一輩科學(xué)家?guī)ьI(lǐng)團(tuán)隊(duì)從解決實(shí)際問(wèn)題出發(fā)做不懈追光者的啟示。

光纖傳感設(shè)備有了“中國(guó)芯”

《瞭望》：當(dāng)前我國(guó)光纖傳感設(shè)備是否已經(jīng)實(shí)現(xiàn)自主可控？

姜德生：光纖傳感技術(shù)的原理多樣，體系龐雜，國(guó)內(nèi)外有很多研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)展開(kāi)相關(guān)的研究，提供各種各樣的光纖傳感器產(chǎn)品和系統(tǒng)解決方案。美國(guó)、日本和歐洲發(fā)達(dá)國(guó)家，都將光纖傳感列為重點(diǎn)支持的優(yōu)先發(fā)展技術(shù)，我國(guó)的相關(guān)研究一度被多方掣肘。

早期，國(guó)內(nèi)做光纖傳感器基本仿制國(guó)外，但部分參數(shù)達(dá)不到國(guó)內(nèi)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。長(zhǎng)期以來(lái)，光纖傳感很多關(guān)鍵器件被國(guó)外壟斷，例如光柵波長(zhǎng)信號(hào)解調(diào)的一個(gè)核心器件大約2萬(wàn)美元一支，一個(gè)小指頭大小的東西，比黃金還貴。當(dāng)我國(guó)提出以較低的價(jià)格批量進(jìn)口時(shí)，遭到拒絕。這種被別人卡脖子的憋屈，讓我們下定決心自己攻關(guān)。經(jīng)過(guò)三年攻堅(jiān)，我們研制出性能更優(yōu)、成本更低的核心光器件。后來(lái)，這家外國(guó)公司主管三次到中國(guó)來(lái)，提出按照原價(jià)格的1/3賣(mài)給我們，以在中國(guó)占領(lǐng)更多市場(chǎng)，被我們婉拒。

如今，在我們研究的光柵陣列光纖傳感網(wǎng)絡(luò)及其智能化應(yīng)用的領(lǐng)域，從制備方法、工藝到裝備均具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，完全自主可控。

我們團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)幾百個(gè)日夜的攻關(guān)，在全國(guó)率先研制出了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的光纖光柵感溫火災(zāi)報(bào)警技術(shù)與系統(tǒng)，并投入國(guó)家油庫(kù)工程使用。我們團(tuán)隊(duì)積極促進(jìn)光纖傳感技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化和產(chǎn)業(yè)化，推動(dòng)了光纖傳感領(lǐng)域第一個(gè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的編制與頒布。我們團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的七大類(lèi)30余種光纖傳感器，形成了具有我國(guó)完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的光纖傳感成套生產(chǎn)技術(shù)與裝備，打破了公路隧道等領(lǐng)域進(jìn)口產(chǎn)品一統(tǒng)天下的局面，極大降低了建設(shè)成本。

《瞭望》：你們團(tuán)隊(duì)在光纖傳感技術(shù)研制中突破了哪些技術(shù)難題？

姜德生：根據(jù)光纖光柵傳感技術(shù)發(fā)展的需求和存在的關(guān)鍵問(wèn)題，我們開(kāi)展了大量研究，成功突破了光纖光柵傳感技術(shù)工程應(yīng)用的兩大瓶頸問(wèn)題：研制出編碼光纖光柵，解決了普通光纖光柵無(wú)法大容量多點(diǎn)分布式檢測(cè)的難題；發(fā)明了角調(diào)諧波長(zhǎng)解調(diào)方法，實(shí)現(xiàn)了光纖光柵解調(diào)技術(shù)的自主創(chuàng)新。這些創(chuàng)新技術(shù)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，在國(guó)際上占有重要地位。

我們團(tuán)隊(duì)把服務(wù)范圍擴(kuò)大到經(jīng)濟(jì)建設(shè)的方方面面，推動(dòng)更多行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。例如在2006年，陜西秦嶺終南山隧道火災(zāi)報(bào)警工程進(jìn)行國(guó)際招標(biāo)，國(guó)外某知名光纖傳感企業(yè)參與競(jìng)爭(zhēng)時(shí)提供的方案，不僅需要大量后期維護(hù)，報(bào)警時(shí)間也需要好幾分鐘。而我們的火災(zāi)報(bào)警裝置，解決了20公里長(zhǎng)距離無(wú)中繼的世界難題，報(bào)警反應(yīng)時(shí)間只需不到20秒，每公里的建設(shè)成本只有國(guó)外產(chǎn)品的1/3。最后，我們以技術(shù)第一中標(biāo)。此后，國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品逐步退出我國(guó)市場(chǎng)。截至目前，光柵火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)裝備了中國(guó)2萬(wàn)公里隧道、90%的油庫(kù)火災(zāi)安全監(jiān)測(cè)，為國(guó)家安全和國(guó)民生活提供保障。