新冠疫情的陰云尚未徹底消散，美國對中國的技術(shù)封鎖也越來越嚴(yán)。緊接著34萬億“大基建”上馬，寄托了對國家經(jīng)濟(jì)振興的期許。在近期的全國兩會上，政府工作報(bào)告中明確表明：加強(qiáng)新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，發(fā)展新一代信息網(wǎng)絡(luò)，以及拓展5G應(yīng)用。只需稍加留意便能發(fā)現(xiàn)，這次“大基建”的主角們不再是傳統(tǒng)的公路、高鐵、橋梁建設(shè)，而是5G、人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、智慧城市、智慧醫(yī)療等數(shù)字信息化新產(chǎn)業(yè)。

從5G開啟萬物互聯(lián)的美好愿景，到全國各省市“大基建”的進(jìn)一步落地，都離不開對信息網(wǎng)的建設(shè)。而隨著數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)智能化的繼續(xù)發(fā)展，一個(gè)更加多元化的信息市場也將隨之到來。同時(shí)，隨著 2035“材料強(qiáng)國”發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃的提出和我國智能制造技術(shù)產(chǎn)業(yè)的急劇發(fā)展，光纖激光憑借著高亮度高穩(wěn)定性必將成為未來高端制造領(lǐng)域、國家安全領(lǐng)域不可或缺的保障力量。

光纖市場需求激增 特種光纖制備難度更高

對于更加信息化的未來，不論是5G承載網(wǎng)的層層鋪開，或是數(shù)據(jù)中心的大力建設(shè)，以及工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的逐步到來，都需要使用大量光纖光纜。單看5G超密集組網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，就包括了宏站、數(shù)字化室內(nèi)分布、小微基站等等，這些環(huán)節(jié)均需要消耗巨量光纖光纜資源。根據(jù)相關(guān)機(jī)構(gòu)預(yù)測，2020年國內(nèi)光纖需求總量將達(dá)到4.3億芯公里，同比增長超過12％。

近年來，隨著國內(nèi)市場需求不斷高漲，國內(nèi)廠商在光纖制造工藝技術(shù)上突破連連，就連早些年的關(guān)鍵掣肘光纖預(yù)制棒制作環(huán)節(jié)也被成功攻克。然而，在技術(shù)難度更高的特種光纖領(lǐng)域，國內(nèi)仍舊面臨著不小的挑戰(zhàn)。

由于中美貿(mào)易爭端的影響，美國正不斷加強(qiáng)對國內(nèi)的技術(shù)封鎖。如今，特種光纖已經(jīng)被美國列入對華高科技出口管制的20種產(chǎn)品清單當(dāng)中。然而，即便身陷困難處境，仍有少數(shù)國內(nèi)廠商在國外的壟斷封鎖之下成功突圍，為特種光纖的國產(chǎn)替代作出不少貢獻(xiàn)，長進(jìn)激光便是其中備受矚目的一家。

雖然特種光纖的市場需求量無法與傳輸光纖相比，但因其特殊的產(chǎn)品性能，有著極強(qiáng)的不可替代性，是諸多下游產(chǎn)品的核心元件，被廣泛應(yīng)用在通信、加工、醫(yī)療、航空航天、石油化工等領(lǐng)域。與傳輸光纖相比，特種光纖的制備工藝更加復(fù)雜，主要體現(xiàn)在特種光纖是由各種稀土離子摻雜，一般用于特定波長，其纖芯基質(zhì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工藝、光學(xué)性能和環(huán)境特性都很特殊。目前，國產(chǎn)特種光纖主要包括1.0μm摻鐿光纖，1.5μm摻鉺光纖和鉺鐿共摻光纖，2.0μm摻銩光纖，保偏有源光纖，大模場低NA有源光纖，以及抗輻照保偏有源光纖等。

攻克技術(shù)難關(guān) 獨(dú)家研發(fā)多種摻鉺及鉺鐿共摻光纖

作為國內(nèi)知名的特種光纖廠商之一，長進(jìn)激光一直專注于對各類特種光纖的研發(fā)，目前已經(jīng)推出了包括摻鐿有源光纖、摻鉺有源光纖、鉺鐿共摻光纖、有源保偏光纖等各類特種光纖，并成為銳科，杰普特等國內(nèi)知名廠商穩(wěn)定的供貨商。

另外，經(jīng)過長期技術(shù)攻關(guān)，長進(jìn)激光研發(fā)出了多種型號放大摻鉺光纖及保偏摻鉺光纖，在行業(yè)內(nèi)引起了強(qiáng)烈反響，打破了國外的技術(shù)壟斷。此外，長進(jìn)激光開發(fā)出系列性能優(yōu)異的保偏鉺鐿共摻光纖，CJEYDF－PM－10／125， CJEYDF－PM－25／300。該光纖具有具有優(yōu)異的光束質(zhì)量、高斜率效率以及很好的保偏性能，達(dá)到進(jìn)口光纖水平，廣泛用于激光測距和激光雷達(dá)中。

圖1、鉺鐿共摻及鉺鐿共摻保偏光纖

攻克技術(shù)難關(guān) 獨(dú)家研發(fā)出錐形光纖、高斯摻雜光纖及高功率保偏光纖

為了進(jìn)一步解決高功率光纖中非線性效應(yīng)和MI閾值低的問題，長進(jìn)激光技術(shù)有限公司研發(fā)出了多種單錐型及雙錐型光纖，同時(shí)能夠保持高的光束質(zhì)量。錐形光纖通過改變芯包比來勻化有源光纖熱負(fù)載來提升光纖的模式不穩(wěn)定閾值，同時(shí)通過漸變增大纖芯尺寸來提高受激拉曼散射和受激布里淵散射閾值。其中光纖芯包比和錐區(qū)比可定制。

圖3、單錐光纖及雙錐光纖結(jié)構(gòu)圖

在高功率窄線光纖應(yīng)用中需要保偏光纖來實(shí)現(xiàn)線偏振激光放大，武漢長進(jìn)激光技術(shù)有限公司在普通20／400摻鐿光纖基礎(chǔ)上研發(fā)出具有高雙折射系數(shù)的有源保偏光纖及相關(guān)的匹配無源光纖。該光纖具有具有高光束質(zhì)量、高斜率效率及良好的保偏性能，達(dá)到進(jìn)口光纖水平，可用于窄線寬放大、光譜合束等高功率光纖激光系統(tǒng)中。

圖4、 20／400保偏摻鐿石英光纖截面圖

突破特種光纖瓶頸具有深遠(yuǎn)意義

目前，國內(nèi)在特種光纖領(lǐng)域形成規(guī)模的廠商仍舊較少，產(chǎn)能不足的情況十分嚴(yán)重，特別是仍有部分特種光纖預(yù)制棒仍依賴進(jìn)口。針對國內(nèi)特種光纖領(lǐng)域急需突圍的現(xiàn)狀，《中國光電子器件產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展路線圖（2018－2022年）》中已經(jīng)為作出了規(guī)劃，并明確在2022年實(shí)現(xiàn)EDFA用EDF國產(chǎn)化，中低功率光纖激光器用雙包層YDF國產(chǎn)化率超過50％，國產(chǎn)器件用PMF市場占有率超過50％等等。

目前，長進(jìn)激光與華中科技大學(xué)等研究機(jī)構(gòu)和包括銳科，杰普特等國內(nèi)優(yōu)秀激光器廠商達(dá)成合作，攜手共同應(yīng)對國外封鎖下的技術(shù)挑戰(zhàn)，實(shí)現(xiàn)更高程度的技術(shù)自主。

圖5、武漢長進(jìn)激光有限公司

雖然特種光纖的市場總體市場份額不算很大，但它卻發(fā)揮著舉足輕重的作用，與眾多高新技術(shù)應(yīng)用緊密相關(guān)。因此，在特種光纖方面的突破不僅填補(bǔ)了國內(nèi)技術(shù)缺口，也有利于提升其他高精科技的發(fā)展，具有非常深遠(yuǎn)的意義。長進(jìn)激光自成立以來，一直致力于打破國外廠商的壟斷、加速國產(chǎn)替代進(jìn)程，為產(chǎn)業(yè)鏈貢獻(xiàn)一份力量。