河北欲打造中國北方最大光纖產業集群
河北省為擴大戰略性新興產業發展和提高技術創新能力，推進河北省經濟社會實現由經濟大省到經濟強省的轉變，在結合石家莊產業實際，依托河北四方通信公司及相關產業基礎，啟動實施河北現代光纖產業集群工程。
據介紹，以河北四方為龍頭的光纖產業集群，主要內容包括了利用國際資本市場融資通道，整合企業自身所把握的全球資源，引領建設河北省光纖產業，吸引相關配套企業聚集，推動河北省光纖產業快速發展，進而形成河北省以光纖產業為“龍頭”的戰略性新興產業集群的發展目標和發展戰略。即：打造以石英光纖和塑料光纖為主導，以光纜(室內光纜、室外光纜、特種光纜)、光纖活動連接器(石英光纖活動連接器、特種光纖活動連接器、智能光纖活動連接器、塑料光纖活動連接器、快速冷接子)和光纖傳感系列產品為鏈條的光纖產業集群。
日前，在由石家莊市人民政府、上海交通大學主辦，河北四方通信設備有限公司承辦的“促進政校銀企結合驅動光纖產業發展” 戰略合作簽約儀式的舉行。舉標志著由河北省光纖產業領軍企業“四方通信”穿針引線并作為龍頭企業帶動投資、上海交大提供技術支撐、金融機構提供資金支持、省市縣政府總體規劃協調，聯手打造河北現代光纖產業集群工程正式啟動。
隨著寬帶中國、智慧城市、三網融合、數字家庭、智能電網和光纖入戶(FTTH)的推進，我國信息產業的技術發展進入了一個新的歷史時期，“光進銅退”已成為歷史的必然選擇，國內市場對光纖及光纖產品的需求將與日俱增。
目前，河北省以電子信息產業為核心的戰略性新興產業基礎相對薄弱，體量較小，尚未形成產業規模，已經影響或制約了全省的產業結構調整和升級；科技創新能力薄弱，尚不具有引領和驅動全省戰略新興產業又好又快發展的技術支撐和自主知識產權體系。因此，振興河北經濟，推進河北省經濟社會實現由經濟大省到經濟強省的轉變，需要在擴大戰略性新興產業規模和提高技術創新能力兩個方面整體發力，為實現科學發展起到引領作用。
為貫徹落實黨的“十八大”精神，河北省委八屆五次全會在深入分析世情、國情、省情和審視自身的、現在的、影響發展的突出問題的同時，把握河北省發展機遇及潛力，提出了“以園區建設為載體，大力發展縣域特色產業，要積極推進比較優勢產業化、特色產業集群化、骨干企業規模化”、“圍繞打造產業優勢抓創新，重點推進產業鏈、產業集群和園區的協同創新，大力發展各類工程技術中心、研究院(所)等公共創新平臺”、“牢固樹立科技思維”和立足“有中生新”，改造提升傳統產業，加快“無中生有”，發展戰略性新興產業的發展理念和戰略。
河北四方通信設備有限公司，是一家在石家莊本土上迅速成長起來的省級高新技術企業。2011年7月14日，四方通信的母公司—中國光纖網絡系統集團有限公司在香港證券交易所主板上市，成功進入國際資本市場。2012年6月19—20日，中國光纖網絡系統集團有限公司在四方通信召開了2012年第二次董事會，研究確立了“立足藁城發展、立足石家莊發展”的企業經營發展方向、發展定位、發展目標和發展戰略，即：“兩項工程、三大戰略”。兩項工程：在未來5年內，啟動實施擴大企業資產規模和增加公司經營業務總量兩項重大工程，做大做強企業經營發展平臺。三大戰略：實施擴大產能戰略，把公司打造成國內光無源器件的領軍企業；實施優化和延長產業鏈戰略，培育新的經濟增長點；啟動人才聚集戰略，面向全球招聘引進各類人才，為企業永續發展提供人才和人力資源保障。
河北省委八屆五次全會后，四方通信按照省、市、縣三級黨委的部署，結合企業經營發展實際，在全公司范圍內深入開展了“解放思想、改革開放、創新驅動、科學發展”的大討論活動。通過開展大討論活動，基于對國內外光纖產業發展趨勢和市場需求的分析與研判，公司審時度勢，研究確立了利用國際資本市場融資通道，整合企業自身所把握的全球資源，引領建設河北省光纖產業，吸引相關配套企業聚集，推動河北省光纖產業快速發展，進而形成河北省以光纖產業為“龍頭”的戰略性新興產業集群的發展目標和發展戰略。
光纖產業集群是一項高起點、高科技、高回報的重大工程，是一個打造河北省以光纖產業為“龍頭”的戰略性新興產業的大項目。光纖產業集群項目的落地將填補河北省空白，是一個“無中生有”的項目；光纖產業集群的產品，將廣泛應用于國防建設、武器裝備、航空航天、石油石化、智慧城市及光纖通信網絡需求等諸多領域。光纖產業集群將有效整合政府、院校(科研機構)、企業和金融機構等諸多領域的先進技術、產業化力量和資源，提升河北省乃至我國在光纖產業及相關領域的創新能力，為河北省產業結構調整和升級提供支撐。
據介紹，光纖產業集群項目落地后，石家莊市產業布局中規劃的“北方光谷”將被重新定義：西有半導體產業基地，東有光纖產業集群，兩翼騰飛，協同發展。
附：河北光纖產業集群項目簡介
(一)光纖項目
#p#分頁標題#e#
1、石英光纖
用于滿足下一代光纖通信網絡需求的單、雙模石英光纖。
2、塑料光纖
具有廣闊市場空間的塑料光纖。
(二)光纜
據分析預測，2011年—2015年，中國光纜市場將以21.49%的增長率增長。因此，公司在擁有各類光纖制造技術的同時，實現光纜系列產品的規模化生產。
1、室內光纜
▲室內軟光纜
光纖活動連接器的主要原材料。
▲室內皮線光纜
室內皮線光纜是 FTTH 工程中最靠近用戶的部分，具有性能穩定、阻燃性能強、機械物理性能良好、柔軟靈活、接續方便、易于敷設等特點。
2、室外光纜
室外光纜的應用，可有效降低設備投資和施工成本，實現與抗擾光纖產品的良好銜接，廣泛適用于架空光纜及起線光纜，并可逐漸擴大到1000芯的地下光纜及局端光纜。
3、特種光纜
公司研制的特種光纜主要應用于電力和軍事領域，即電力特種光纜和軍用特種光纜。 (三)光纖傳感系列產品項目
研發推出溫濕度傳感器、光纖應變傳感器、光纖折射率傳感器、電力用光纖溫度傳感器、氣體流量傳感器和保偏光纖傳感器、“面向光纖到戶的線路檢測設備”、 “大范圍分布式應變設備”和應用于電網監測的 “光纖電流傳感器”等系列產品。
(四)光纖活動連接器
1、特種光纖活動連接器
研發推出應用于電力行業的大芯徑的傳能光纖活動連接器；用于石油探測行業的耐高溫光纖活動連接器，以及儲油設備和輸油管道大量傳感器之間所需要的特種光纖活動連接器；用于軍工行業旋轉光纖活動連接器、擴束光纖活動連接器等。
2、智能光纖活動連接器
研制開發出MC光纖活動連接器，從而帶動我國精密加工、超精密加工等基礎工業的發展，對促進產業升級，具有非常積極而深遠的社會意義。
3、塑料光纖活動連接器
4、石英光纖活動連接器
四方通信研制的光纖活動連接器體積小、精度高、迎合了通信設備小型化、集成化、高密度安裝的行業趨勢，在光纖到戶工程中發揮了極大作用。
目前公司可生產滿足電信網絡應用的石英光纖連接器，包括FC、SC、ST、LC、MU、MTRJ、MPO、D4、SMA、E2000、FDDI等單芯、多芯幾十種、上百個規格、型號的光纖活動連接器，并且可以根據客戶需要，量身制定相應的系列產品。#p#分頁標題#e#
(五)陶瓷插芯
陶瓷插芯是光纖活動連接器的核心元器件。目前，陶瓷插芯生產技術被日韓等國家掌握，從源頭上制約了國內企業的生產成本及經營發展。為此，公司打破技術封鎖，研發推出了單、雙模陶瓷插芯產品。
(六)云計算項目
四方通信開發的云計算平臺和桌面云系統，主要由云計算平臺和桌面云終端組成。可以實時訪問多個云計算平臺中的虛擬資源；云計算虛擬資源可以為多個用戶提供服務。桌面云終端通過接入云計算平臺、展示云平臺虛擬化系統及應用、使用云計算和云儲存服務；云計算平臺解決應用需求繁雜、資源分散且不固定、資源配置復雜等問題以及提供能夠自由獲取云計算服務功能。(七)研發推出滿足光通信技術發展的系列產品
包括光纖冷接子(FTTH接入利器)、PLC光分路器、光纖耦合器、光衰減器、光隔離器、波分復用器、光開關、光濾波器、光風波器、光合波器、激光器、波長轉換器、光調節器、光端機、光路由器等有源和無源光產品。
(八)全光網絡技術國家工程研究中心項目
全光網絡技術國家工程研究中心涵蓋了技術中心、重點工程實驗室、博士后科研工作站、全光網絡技術學院、產品檢測中心、企業質量體系認證和產品認證中心、各類專業實驗室和國家實驗室認可機構。工程研究中心致力于緊密跟蹤世界全光網絡技術動態，研究推出全光網絡技術發展的重大共性技術、關鍵技術、支撐性技術，為光纖產業集群的建設和未來發展提供技術支撐，是光纖產業集群持續發展的技術源泉和科技動力，也是國家和我省提倡“大力發展各類工程技術中心、研究院(所)等公共創新平臺”的具體實踐。項目投入運營后，將填補我國在該領域的空白，把河北省光通信網絡技術的發展水平引領到國內業界前端。
光纖激光器核心特種光纖技術及發展趨勢
“十一五”期間，在國家有關部門和各級政府的重點支持下，特別是國家科技部在“十一五”國家科技攻關和“863”光電子新材料研究計劃中，安排了光纖預制棒科技支撐計劃項目，國內光纖企業積極迎接挑戰、踴躍投入，各相關行業協會大力促進，加快了具有自主知識產權的光纖預制棒新技術、新工藝和新材料的開發步伐。在國家自主創新政策的引領下，民族光纖的自主創新研究顯著增強，我國的預制棒技術取得了突破性進展，光纖預制棒制造技術與設備研究及產業化等方面均實現了跨越式發展：制造工藝從MCVD與PCVD，發展到OVD與VAD技術，光棒制造能力從2家發展到4家，國內光纖制造商的單模光纖年生產能力突破1000萬芯公里的企業迅猛增加到4家，我國已經發展稱為名符其實的光纖制造第一大國。
雖然，我國常規單模產能實現了歷史性跨越與進步。但是，在經濟全球化的今天，常規單模光纖的競爭日趨白熱化。加之發達國家將制造業向中國轉移，這種現實的環境更是加速了民族光纖產業的競爭，價格迅速下滑，產能將再度出現供大于求的窘境。
因此，民族光纖產業一方面要更一步增強自主創新，狠抓光纖上游核心—－光纖預制棒規模化技術，搶奪利潤來源主體；另一方面，民族光纖企業家需要站在全球化市場的戰略高度，苦練內功，強化管理，將民族光纖產業走出國門，推向全球市場；第三，面對利潤微薄的常規光纖市場實際，要創造性地展開差異化競爭，自主創新地研究與開發特種光纖新產品，拓展新的利潤增長點。
目前，國內激光設備制造商采用的能量光纖主要依靠進口，主要原因有四個：一是國內的能量光纖的激光損傷閾值較低；二是光纖的光透過率較國外低；三是國內機械加工精度不夠，不能夠滿足醫療激光即插即用的需求；四是光纖端面處理技術較為落后。隨著能量光電子產業的飛速發展和不斷壯大，該行業對能量傳輸光纖及其套件的需求會越來越大。接下來將介紹光纖激光器核心組件特種光纖技術及發展趨勢：
一、光子晶體光纖
烽火通信科技股份有限公司在十一五國家重點基礎研究發展計劃973項目“微結構光纖結構設計及制備工藝的創新與基礎研究”（2003CB314905）、高新技術產業化項目“863”計劃“光子晶體光纖及器件的研制與開發”（2007AA03Z447）、973計劃項目“微結構光纖的創新設計、精確制備及其標準化”（2010CB327606）的支撐下，從微結構光纖設計、制備技術和應用技術等多方面進行了系統深入的研究，取得了重大的科研成果。烽火通信已經初步形成了微結構光纖（光子晶體光纖）的工藝技術與設備控制技術，以及自主知識產權的專利技術，先后制造出如圖1～圖6所示的光子晶體光纖，包括：高非線性光子晶體光纖、色散平坦光子晶體光纖、FTTH用微結構光纖、大模場單模光子晶體光纖、空心PBG型光子晶體光纖、全固態PBG型光子晶體光纖，以及雙包層摻鐿光子晶體光纖、摻鉺光子晶體光纖等。#p#分頁標題#e#
烽火通信將上述光子晶體光纖提供給國內的清華大學、北京郵電大學、天津大學、南開大學、燕山大學、深圳大學、國防科技大學進行基礎應用研究：清華大學采用本公司提供的高非線性光子晶體光纖實現了慢光，實現了0.5脈沖當量的光減速；天津大學采用本公司提供的高非線性光子晶體光纖實現了400nm~1400nm兩倍頻程的超連續光譜；北京郵電大學利用本單位的高非線性光子晶體光纖實現了波長變換器件的研制；南開大學采用本單位的柚子型光敏微結構光纖，實現了多參量傳感新型光纖光柵的刻寫等，他們取得了新型高性能的光電子器件的國際前沿的研究成果。
二、色散補償光纖及模塊
隨著網絡技術的應用日益廣泛，人們對寬帶傳輸的需求迅速增長，因此，光通信系統需要不斷增大傳輸距離、傳輸容量和提高傳輸速率。光纖通信的傳輸速率從最初的兆比特/秒1（Mbps），2.5G比特/秒（Gbps）到10 Gbps，現在高達40 Gbps，甚至160 Gbps。但是，常規單模光纖（G.652）由于在1530nm-1625nm（C+L波段）通信波段內具有11-21ps/nm·km的正色散，非零色散位移光纖（G.655）在C波段內具有1-10ps/nm·km的正色散。通信數據傳輸一段距離后，系統的累積色散不斷增加，導致傳輸信號的波形畸變，造成信號的失真。
為了減小通信鏈路累積色散對通信系統傳輸性能的影響，目前，國際上采用色散補償技術來改善鏈路色散，包括負色散光纖補償技術、光纖光柵色散補償技術、電子色散補償技術等，其中采用負色散光纖進行色散補償的技術最方便有效，系統性能穩定可靠，成本低。采用色散補償光纖進行通信鏈路的色散補償是當前國際上的主流技術，CIR研究表明：到2012年，全球色散補償模塊和器件的市場將會達到7.55億美圓。
高速大容量光通信系統需求的寬帶色散補償光纖及其器件（DCM）成功商用，實現C波段的色散和色散斜率的雙功能補償，并且大規模應用在波分復用（WDM）及OTN光通信系統中，解決了該器件依賴于進口的局面。隨著密集波分系統的規模化建設，國內對色散補償光纖模塊的需求量迅速增長，預計到2015年國內需求將達到60000套（見圖7），市場容量將達到2.2億元（圖8）。
烽火通信科技股份有限公司采用自主知識產權的PCVD裝備與工藝技術，獨立開發出商用化的色散補償光纖及光纖型補償模塊，成功應用在國內10G和40G通信系統中，并批量出口。表1為其色散補償光纖模塊的性能指標。
常規色散補償光纖模塊對G.652光纖的補償比率在1:8～1:10，如果采用光子晶體前沿技術進行補償，理論上可以達到1:100的補償比率，實現色散的高效補償。烽火通信在國家科技計劃的支撐下，研制出高負色散光子晶體光纖（見圖9）。該光纖測試的色散曲線見圖10所示，其峰值波長為1570nm，峰值負色散為－666.2ps/nm.km，其補償帶寬為40nm，補償比率3倍以上。
三、保偏光纖
保偏光纖在許多與偏振相關的應用領域具有使用價值。隨著通信系統傳輸速率的提高和光纖陀螺等高級光纖傳感器件的發展,對偏振態系統控制的問題變得非常重要。
國際上,目前有各種類型的保偏光纖產品進入市場，知名的保偏光纖制造公司有生產領結型保偏光纖的FiberCore公司,有生產橢圓包層保偏光纖的3M公司,以及生產熊貓型保偏光纖的Fujikura,Corning ,Nufern、YOFC和OFS等公司。所有的這些公司生產的保偏光纖都具有良好的雙折射性能。目前市場需求量為5000km，市場容量在5000萬元左右，國內對保偏光纖的需求量逐年增大，表2為典型的熊貓型保偏光纖的技術指標。
常規保偏光纖大多采用預制棒鉆孔的方法，然后置入應力硼棒，形成應力雙折射。光子晶體光纖科學技術的出現，為保偏光纖技術提供了新的途徑。目前，國外已經開始了光子晶體PMF的研究，利用氧化硅一空氣之間的折射率反差大，容易獲得高雙折射，研制出了保偏光子晶體光纖(PCF)．英國巴斯大學報道了其研制的高雙折射PCF，利用相同直徑不同壁厚的毛細管組合成預制棒，實現不同的微孔直徑．光纖外直徑125μm、節距1.46μm、小孔直徑0．54μm、大孔直徑1.14μm、在1 550 nm 的拍長為410μm ，雙折射B =3.8 x 10-3 ，約為目前熊貓型PMF的10倍．Theis P．hansen利用光子晶體光纖可以高設計自由度的優勢，在光纖中引入雙纖芯，微孔點陣呈現三角形點陣，研制的光子晶體PMF雙折射達到1.0x10-3 ．目前研制的光子晶體PMF在1 550 am 窗口的損耗為1.3 dB／km，并以10 Gbit／s的速率進行1．5 km的傳輸系統試驗。烽火通信在國家科技計劃的支撐下開展了光子晶體保偏光纖的研究，制備出如圖11所示的保偏光子晶體光纖，其模雙折射B＝3.1x10-3。并進行了10G通信系統的PMD補償試驗研究：圖12中的左圖表示系統沒有進行PMD補償時的眼圖，系統的固定DGD為16ps，可以看出信號嚴重地受到系統PMD的影響而不能正常工作；采用圖11所示的保偏光子晶體光纖對系統進行PMD補償后，圖12中的右圖顯示通信系統的眼圖睜開，系統恢復正常工作。#p#分頁標題#e#
因此，光子晶體保偏光纖以其高設計自由度、高保偏性能，以及空隙中填充各種材料可以制造出各種纖維光學器件，將具有廣闊的應用前景。
四、摻稀土光纖
隨著新型光電子器件的發展，摻稀土光纖的應用越來越廣泛。摻稀土光纖主要包括摻鐿光纖、摻鉺光纖、摻銩光纖等，烽火通信的高性能摻稀土光纖成功獲得“國家重點新產品”稱號，打破了國外對我國高功率雙包層摻稀土光纖的技術封鎖。
烽火通信采用自主知識產權的專利技術，實現了稀土離子摻雜技術突破，鐿離子濃度迅速突破13000ppm（見圖13所示），雙包層摻鐿光纖的纖芯直徑迅速突破100微米的技術關隘，達到115微米（見圖14所示）。
目前，烽火通信科技股份有限公司的單根摻鐿光纖成功實現1640W的1080nm的激光功率輸出（見圖15所示），這是國內特種光纖的首次技術突破，達到了當前國際先進水平，促進了我國國防科學技術的進步。
在開發摻鐿光纖的同時，烽火通信也開發出雙包層摻銩光纖，獲得了150W的中紅外激光輸出（見圖16所示）。烽火通信科技股份有限公司制造的摻鉺光纖、鉺鐿雙包層光纖、摻銩光纖都成功實現了商用化，促進了國內摻鉺光纖放大器、光纖激光器等新型光纖器件的發展，為我國新型光電子器件的發展奠定基礎。
常規的雙包層摻鐿光纖要維持較好的單模特性時，當其纖芯數值孔徑達到0.03，其理論單模模場直徑的極限為25微米，這遠遠不能夠滿足高功率光纖激光器的大功率高光束質量與高亮度的需求。光子晶體光纖技術的出現為雙包層摻稀土光纖及新型光纖激光器提供了新的技術途徑。采用空氣與石英的復合材料結構，形成二維的三角形晶格點陣，當空氣孔直徑d與晶格常數∧的比例小于0.42時，光波電磁場維持單模工作模式。國外已經開發出纖芯直徑達到80微米的雙包層摻鐿光纖，具備良好的單模特性。同時，外包層采用大空氣孔取代常規的低折射率涂料極大地提高了內包層的數值孔徑，并增強了其耐熱性。圖17為烽火通信研制的雙包層摻鐿光子晶體光纖，經過測試，該光纖的橋壁寬度為0.32 μm，內包層數值孔徑為0.65，纖芯數值孔徑為0.06，有效模場面積為1 465.7μm2。
圖18為烽火通信研制的摻鉺光子晶體光纖，該光纖較常規摻鉺光纖具有更好的抗輻照特性，以及較好的增益特性。
五、能量傳輸光纖
能量光電子與信息光電子是光電子領域的一對孿生姊妹，信息光電子是利用光子作為信息的載體，而能量光電子是利用光子作為能量的載體，逐漸形成未來社會不可缺少的科學技術。其實，能量光電子技術自1960年美國休斯實驗室研制出世界第一臺紅寶石激光器之后，相繼研制開發了半導體激光器、CO2激光器、YAG激光器和高功率CO2激光器。特別是高功率激光器的研制成功，為激光加工技術在工業、農業、醫療、軍事、科學研究以及生活等領域的應用和相關行業的發展創造了巨大的技術進步。
隨著能量光電子技術的不斷進步，各種新型高功率激光器與激光加工設備不斷涌現，激光設備采用光纖輸出激光的方式已經取代傳統輸出方式。光纖輸出激光的方式具有傳輸功率損耗小、操作簡單方便、可以任意伸展待加工部位等優點，大大地簡化并縮小了現代激光設備，已經廣泛地應用于材料表面熱處理、激光焊接、激光切割、激光醫療、激光美容、激光制導等領域。
目前，國內激光設備制造商采用的能量光纖主要依靠進口，主要原因有四個：一是國內的能量光纖的激光損傷閾值較低；二是光纖的光透過率較國外低；三是國內機械加工精度不夠，所生產的SMA905連接頭的同軸度差，不能夠滿足醫療激光即插即用的需求；四是光纖端面處理技術較為落后。隨著能量光電子產業的飛速發展和不斷壯大，該行業對能量傳輸光纖及其套件的需求會越來越大。烽火通信科技股份有限公司采用自主知識產權的PCVD工藝技術，成功開發出大功率高損傷閾值能量傳輸光纖，具體性能指標見表3所示。烽火通信的能量光纖的損傷閾值達到3.5GW/cm2, 單根光纖承受激光功率突破1kW。烽火通信科技股份有限公司的能量光纖及光纖鎧裝跳線產品不僅應用在激光器的能量傳輸，而且應用在太陽能光伏產業，以及國防激光技術等領域。
六、特種光纖發展趨勢#p#分頁標題#e#
目前，隨著我國3G與三網合一的信息化建設投資加大，以及振興中西部、發展農村、擴大內需等政策的相繼出臺，我國對光纖光纜以及光電子器件保持旺盛增長勢頭，今后隨著信息基礎設施的完善與擴大，預計對光纖光纜和光纖器件的需求將繼續增長。
特種光纖具有向如下幾個方向發展的趨勢：
(1) 高附加值、高技術含量的特種光纖
(2) 光纖通信器件：可調色散補償器、動態PMD補償器、高功率放大器、光參量放大器OPA、慢光及全光緩存器、波長變換器件等；
(3) 能量光纖器件：全光纖化激光器、單頻、窄線寬等大功率有源光纖器件與無源光纖器件等；
(4) 醫療光纖器件：微創手術器件、內窺醫療器件等；
(5) 傳感光纖器件：各種特殊環境應用的器件，如壓力、溫度、位移等參量的傳感與探測器件，光纖陀螺等。
物聯網和云計算等新技術的出現，更加大了特種光纖及各種新型光電子器件的需求，特種光纖作為一個新興的產業，將面臨較大的發展機遇與挑戰，這也為我國民族光纖產業提供了橫向發展與縱向延伸的歷史舞臺。
轉載請注明出處。
相關文章
熱門資訊
精彩導讀
關注我們
