中國工程院院士姜德生

過去十年我們解決了光纖傳感網(wǎng)絡(luò)中傳感器端的問題，未來十年我們要解決解調(diào)器端的問題

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)，形成具有我國自主知識產(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，對大國重器意義重大。中國工程院院士、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)打破國外技術(shù)產(chǎn)品壟斷，構(gòu)建了具有我國自主知識產(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)在國內(nèi)實(shí)現(xiàn)了從無到有、從有到優(yōu)的躍升。

姜德生團(tuán)隊(duì)成功研制出我國第一個光纖傳感器，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)出單纖超過十萬個光柵傳感器的產(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)，使我國光纖傳感技術(shù)在國際上實(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)開發(fā)的光纖傳感產(chǎn)品被同行評價為“帶來了監(jiān)測領(lǐng)域里的一場革命”。近日，《瞭望》新聞周刊對話這位與共和國同齡的院士，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)際問題出發(fā)做不懈追光者的啟示。

光纖傳感設(shè)備有了“中國芯”

《瞭望》：當(dāng)前我國光纖傳感設(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，國內(nèi)外有很多研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)展開相關(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、日本和歐洲發(fā)達(dá)國家，都將光纖傳感列為重點(diǎn)支持的優(yōu)先發(fā)展技術(shù)，我國的相關(guān)研究一度被多方掣肘。

早期，國內(nèi)做光纖傳感器基本仿制國外，但部分參數(shù)達(dá)不到國內(nèi)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。長期以來，光纖傳感很多關(guān)鍵器件被國外壟斷，例如光柵波長信號解調(diào)的一個核心器件大約2萬美元一支，一個小指頭大小的東西，比黃金還貴。當(dāng)我國提出以較低的價格批量進(jìn)口時，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)過三年攻堅，我們研制出性能更優(yōu)、成本更低的核心光器件。后來，這家外國公司主管三次到中國來，提出按照原價格的1/3賣給我們，以在中國占領(lǐng)更多市場，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產(chǎn)權(quán)，完全自主可控。

我們團(tuán)隊(duì)經(jīng)過幾百個日夜的攻關(guān)，在全國率先研制出了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的光纖光柵感溫火災(zāi)報警技術(shù)與系統(tǒng)，并投入國家油庫工程使用。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，推動了光纖傳感領(lǐng)域第一個國家標(biāo)準(zhǔn)的編制與頒布。我們團(tuán)隊(duì)開發(fā)的七大類30余種光纖傳感器，形成了具有我國完全自主知識產(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)鍵問題，我們開展了大量研究，成功突破了光纖光柵傳感技術(shù)工程應(yīng)用的兩大瓶頸問題：研制出編碼光纖光柵，解決了普通光纖光柵無法大容量多點(diǎn)分布式檢測的難題；發(fā)明了角調(diào)諧波長解調(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)具有自主知識產(chǎn)權(quán)，在國際上占有重要地位。

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，推動更多行業(yè)轉(zhuǎn)型升級。例如在2006年，陜西秦嶺終南山隧道火災(zāi)報警工程進(jìn)行國際招標(biāo)，國外某知名光纖傳感企業(yè)參與競爭時提供的方案，不僅需要大量后期維護(hù)，報警時間也需要好幾分鐘。而我們的火災(zāi)報警裝置，解決了20公里長距離無中繼的世界難題，報警反應(yīng)時間只需不到20秒，每公里的建設(shè)成本只有國外產(chǎn)品的1/3。最后，我們以技術(shù)第一中標(biāo)。此后，國外同類產(chǎn)品逐步退出我國市場。截至目前，光柵火災(zāi)報警系統(tǒng)裝備了中國2萬公里隧道、90%的油庫火災(zāi)安全監(jiān)測，為國家安全和國民生活提供保障。