Primanex 磁光開關的發(fā)展歷程

　　ICCSZ訊 當北京大學教授劉弘度在美國硅谷Fremont參與創(chuàng)立Primanex（浦芮斯光電科技有限公司，或稱公司）之時，或許就已經給這個團隊注入了“學院派”的基因，那時還是2000年9月。創(chuàng)立Primanex的理由很簡單，就是磁光開關。當其他人還執(zhí)著于機械式光開關(MOM)及微機械式光開關(MEMS)時，劉教授就已帶領著一干研發(fā)工程師開始了Primanex團隊獨步全球磁光開關并引領磁光技術的平凡而又卓越的旅程。那時，公司只有一個產品-磁光開關，而且還在實驗室的光學平臺上。

　　2001年3月，Primanex申請了磁光開關領域的第一個核心專利(US6493139)，從光學設計層面涵蓋了透射式和反射式兩大類磁光開關的各種設計及變異;并在同一天，Primanex還申請了磁光可調衰減器領域的第一個核心專利(US6631238);緊接著在2001年8月，Primanex申請了磁光開關中的核心組件-法拉第旋光器的核心專利(US6580546)。此三項美國核心專利構成了Primanex在磁光開關及磁光技術領域領先全球的基石。由于巧妙地借助于法拉第旋光效應改變入射光的偏振態(tài)，并進而根據偏振態(tài)的不同從空間上將入射光從不同的端口輸出，磁光開關對光的切換因而是不涉及機械運動的。也正因此磁光開關具備了基于機械運動原理的MOM和MEMS光開關等所不可能擁有的競爭優(yōu)勢：微秒量級的高切換速度(機械式光開關與之形成對比的是毫秒量級)，永遠不用擔心的切換壽命(Primanex的實時在線測試顯示長于300億次的切換壽命，而機械式光開關與之形成對比的是1000萬~1億次的壽命)，無與倫比的切換重復性(磁光開關的+/-0.01dB的切換間損耗重復性是其它技術不可比的)。更巧妙的是，由于Primanex獨特的法拉第旋光組件的設計，Primanex的磁光開關是狀態(tài)保持型(Latching-Type)的，即僅在需要切換時才需要一個極短的外電壓脈沖激勵;在完成切換之后，可保持開關狀態(tài)而無需外電維持;且所需的電壓很小，5V即可。因而，Primanex的磁光開關可以獲得極低的功耗。

圖一：脫胎于Primanex美國實驗室的磁光開關

　　由于以上所描述的獨特的競爭優(yōu)勢，Primanex的磁光開關甫一問世就受到了貝爾實驗室、Princeton Lightwave、JDSU、波音以及洛克希德馬丁等重要客戶的密切關注。在2002年底，Primanex應行業(yè)大勢所趨，將美國硅谷的生產及研發(fā)向中國轉移，與中國最大的黃金集團之一-山東招遠的招金集團合資成立招遠招金光電子科技有限公司，落戶招遠，開始了在中國的二次創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新之旅;磁光開關，這朵誕生于美國實驗室的奇葩，也開始在中國落地生根的旅程。

　　2003年12月，時任JDSU最年輕Design Authority的Andrew Zhao離開JDSU渥太華校園，加盟Primanex，受命創(chuàng)辦Primanex青島研發(fā)中心，即青島招金光電子科技有限公司。趙博士和他的JDSU戰(zhàn)友們習慣上稱JDSU渥太華園區(qū)為校園，的確那更像是一所大學;那是一個現(xiàn)在想來都令人激動、憧憬和懷念的時代，有著太多的技術牛人，有著太多的思想火花與碰撞，沒有什么是不可能的。年輕的趙博士在回國之初面臨著來自中科院的年邁的導師的邀約，卻最終選擇了留在Industry：因為還有太多的產品在趙博士的心中，為什么這些不可以在中國由中國人自己來實現(xiàn)呢?或許真是一種緣分，年輕的趙博士注定要承擔起傳承劉教授的“學院派”基因，在“紅瓦綠樹、碧海藍天”的青島繼續(xù)Primanex創(chuàng)新傳統(tǒng)的重任;而圍在趙博士身邊的，是更年輕的剛從校園走出的研究生和本科生們。

　　也就是在趙博士剛回國的2003年12月，Primanex申請了在國內的第一項發(fā)明專利，是關于寬波長范圍內的波長可調濾波器的(ZL200310114550.8)，這也是國內該領域最早的發(fā)明專利之一。同樣是在2003年，Primanex研發(fā)團隊開發(fā)應用于光纖水聽器的法拉第旋光反射鏡產品(FRM)，以解決光纖型邁克爾遜干涉儀中光纖中隨機偏振態(tài)的擾動對干涉信號可見度的干擾，Primanex成為國內首家研發(fā)并批量生產FRM的廠家;Primanex研發(fā)團隊開發(fā)熱穩(wěn)定波長標準具，以完全無源的方式實現(xiàn)了波長在寬溫范圍內的“零”飄移，成為整個光纖傳感行業(yè)的標志性光器件，迄今仍成功地應用于國內絕大部分光纖傳感設備中。

　　Primanex圍繞磁光開關的創(chuàng)新從來也就沒有停止過：在2004~2005年度，Primanex針對光纖傳感領域推出真正的“可逆型”磁光開關，即在不改變光開關的切換狀態(tài)下，可以讓通過磁光開關的光原路返回，這對光學定律中法拉第效應的不可逆性是個突破;在2006年2月，Primanex申請微型磁光開關的發(fā)明專利(ZL200610003450.1和ZL200910163139.7)。

　　或許是傳統(tǒng)礦山企業(yè)與高科技公司的理念不可調和，也或許是傳統(tǒng)國企強勢領導與海歸博士之間的思維模式的巨大差異，2007年的3月對Primanex是一個地震的月份，先是第一任總經理Alan Lee博士的離開，緊接著是趙博士的辭職和一群有追求的年輕人的出走。“不自由，毋寧走”，這是否也是一種精神?一種與創(chuàng)新伴生而來的精神。一個公司的不幸，在價值傳遞鏈的另一端，往往就是另一公司之幸事。趙博士和追隨其而去的一群年輕人的加盟高意科技，適逢高意由傳統(tǒng)OEM企業(yè)向自主創(chuàng)新品牌轉移的歷史契機，靠著這些年輕人和更年輕的剛從校園走出的研究生們，趙博士又從零開始打造了一支團隊，與美歐同行直接過招，一改過往華為和中興只能向歐美供應商購買高端光器件的歷史，實現(xiàn)了高端光器件的國產化。創(chuàng)新的激動與民族的激情始終洋溢在這支并不大的團隊中。然而，這種激情很快就被美國II-VI公司全資收購高意科技的事實所消弭;適時而來的招金集團的召喚，讓這支年輕的團隊在2010年3月再次踏上了北返的征程，所有的人心中都有一個“復興招金光電子-Primanex的夢”。趙博士開始擔任招遠招金光電子科技有限公司和青島招金光電子科技有限公司的總經理，期望著依靠招金集團的強大的財力支持，開啟更大的創(chuàng)新之旅，在整個光電子行業(yè)濃重地打下我們中國人的印記。

　　圍繞磁光開關的創(chuàng)新又可以繼續(xù)了。全膠工藝被引入到磁光開關平臺，以解決Primanex早期磁光開關以Soldering技術封裝產品所帶來的溫度穩(wěn)定性不好、產品制作周期偏長等缺點;新型的磁光開關終于在2011年順利通過了Primanex歷史上第六次Telcordia GR1209/1221可靠性測試。

圖二：Primanex新型的基于全膠工藝的磁光開關

　　然而，創(chuàng)新之路不會總一帆風順。招金光電子的以技術研發(fā)為主導的經營管理團隊的管理經驗欠缺與事實上并未絲毫改變的文化理念沖突，讓這條創(chuàng)新之路更加充滿荊棘。對自由的追求再次戰(zhàn)勝了傳統(tǒng)理智，招金光電子管理層與招金集團在2012年3月達成一致，在原青島招金光電子科技有限公司基礎之上重組成立浦芮斯光電科技有限公司：浦芮斯光電繼續(xù)保留Primanex旗號，也因此須繼續(xù)Primanex的創(chuàng)新傳統(tǒng)，并開啟Primanex在中國的三次創(chuàng)新之旅;而原控股股東招金集團變?yōu)樾」蓶|。對于浦芮斯團隊而言，這既是一份感情，更多還是一份責任。“浦芮斯”取自Primanex的中文音譯，而“浦”意為“水邊之地”，“芮”為“小草興旺生長之狀”，“斯”即“這方”，合起則為“在水一方、興旺生長”。這寄托了所有浦芮斯人的美好希冀。

　　Primanex圍繞磁光開關的創(chuàng)新還在繼續(xù)，曾經有過在中國第一艘載人宇宙飛船“神舟”號上應用的輝煌，此次的創(chuàng)新更多是在磁光開關的應用領域。浦芮斯團隊很自豪于與“嫦娥”團隊合作的經歷，也傾注了巨大的精力于新能源如風力發(fā)電領域以及光控相控陣雷達領域等。隨著成熟的光纖通信技術向其他產業(yè)的越來越多的滲透，越來越多的傳統(tǒng)領域對光電子器件也提出了日新月異的要求，更多的商業(yè)機會也應運而生。磁光開關與其它競爭技術相比較而言的巨大優(yōu)勢，使其在但凡要求超長工作壽命(即一年365天，1天24小時連續(xù)不間斷切換工作)、超快響應、超級可準確重復等領域可以發(fā)揮得天獨厚的貢獻。

　　浦芮斯團隊的創(chuàng)新遠不止于磁光開關：光器件中的最基本組件如光纖準直器者也同樣可以體現(xiàn)浦芮斯團隊的創(chuàng)新精神。完全不同于傳統(tǒng)的反射法靠優(yōu)化插入損耗制備準直器，浦芮斯在整個行業(yè)內第一家采用光斑法制備準直器：即無需監(jiān)控優(yōu)化插入損耗，僅須測量光纖經透鏡準直后的光斑大小及發(fā)散情況即可制備準直器。如此，一方面大幅提高了調試效率，降低了對產線操作員工的技能要求，另一方面規(guī)避了傳統(tǒng)的反射法中插入損耗對光纖與透鏡之間距不敏感的缺陷，從而可以獲得更優(yōu)的光學性能，這點在制備超長工作距離準直器時尤其明顯。進一步，浦芮斯團隊正致力于光斑法制備準直器的自動化工作，相信在不久的將來可以看到靠自動裝夾、自動優(yōu)化、自動點膠固化等技術制備出來的浦芮斯高性能準直器。

圖三：浦芮斯準直器在典型“8+1”CCWDM中的應用

　　浦芮斯團隊將以上光斑法制備準直器的優(yōu)勢進一步延伸，可以為客戶提供定制設計優(yōu)化服務，這也是一種價值的創(chuàng)新。以上圖三為例，浦芮斯團隊特別為緊湊型CWDM模塊定制設計、生產迷你型單纖準直器，以求獲得最小的插入損耗，和在各波長通道之間獲得盡可能均勻的損耗性能，以及使用盡可能少的準直器種類以簡化客戶端的供應鏈管理和庫存管理。如上圖中的典型的“8+1”模塊中共10個準直器僅需要3款設計即可滿足要求。浦芮斯光電可以給客戶提供更多的靈活性選擇，比如不同的幾何尺寸、不同的光纖類型以及不同的Filter類型等。

　　毫無疑問，我們目前所處的時代是一個高度發(fā)達、充滿了未知與不確定性的移動互聯(lián)網時代，我們見證了太多的無規(guī)則、無節(jié)操和無底線。但仍然還有這樣一群人，如浦芮斯團隊，始終在固守著一些傳統(tǒng)的東西，如“創(chuàng)新”，如“自由”，并堅信“只要將產品做到極致，則一切將紛至沓來”。我們信奉“不自由，毋寧走”，“不創(chuàng)新，毋寧死”。如果世俗所謂的商業(yè)“成功”必得依賴于低端拷貝，那這樣的“成功”我們不要也罷;如果一個商業(yè)社會中充斥著抄襲和復制，并由此而形成一種以抄襲、復制為榮的文化，那我們唯有對這樣的社會和文化深深地鄙視和唾棄。