睿芯光纤攻克特种光纤技术瓶颈实现国产替代与全球领跑

睿芯光纤攻克特种光纤技术瓶颈实现国产替代与全球领跑

财π新闻 一根细如发丝的特种光纤,可承载22000瓦超高功率激光输出,支撑起全球领先的单模万瓦光纤激光器落地量产。这根看似纤细的光纤,终结了国外高端特种光纤对中国市场的垄断封锁,补齐了我国激光产业自主可控的核心短板。在全球激光与光通信产业高速迭代的浪潮中,武汉睿芯特种光纤有限责任公司副总经理、副总设计师刘锐,用十余年深耕坚守,带领团队啃下特种光纤领域“硬骨头”,把业界公认的“不可能的光纤”打磨成惊艳世界的“中国答案”,让多项技术打破国外垄断,实现全球领先。

1987年出生的刘锐,是土生土长的行业深耕者,也是我国特种光纤产业从无到有、从追赶到领跑的亲历者与开拓者。2013年,武汉理工大学材料化学方向硕士毕业的他,恰逢光谷激光产业蓄力突围的关键时期。彼时,国家已明确提出“光纤激光器最核心的有源光纤必须自己造、必须自主可控”的战略目标,锐科激光已实现光纤激光器整机的自主研发,打破国外技术垄断,但核心配套的高端特种光纤,依然完全依赖进口。也正是这一年,睿芯光纤应运而生,刚走出校园的刘锐成为公司初创团队成员之一。创业之初的艰难,刘锐至今记忆犹新。彼时国内特种光纤产业处于“有机无机芯”的尴尬境地,激光器整机技术已然突破,但作为核心“血管”的特种光纤,牢牢掌控在国外企业手中。当时国外高端特种光纤不仅单价高达上千元一米,供货更是极度受限,交货周期无法保障、售后缺位,国内激光企业毫无议价权,一旦合作终止,整条生产线便面临停摆风险。初创期的睿芯光纤一穷二白,没有厂房、没有设备、没有技术积淀。二十出头的刘锐,还未褪去学生的青涩,便一头扎进产业攻坚最前线。从筛选原材料、对接海外设备厂商、洽谈进口设备采购,到勘测适配厂房、搭建实验产线,所有琐碎而关键的工作,他全程参与。特种光纤生产对厂房要求极高,需满足特殊气体使用、承重、层高、安全距离等多重严苛标准,刘锐和团队一起辗转奔波,最终敲定武汉未来科技城数百平方米的初创厂房。一切准备就绪,在锐科激光创始人、总工程师闫大鹏及行业顶尖技术专家带领下,刘锐和团队全员并肩作战,一起安装设备、调试参数、反复试验。2014年底,团队成功研制出第一根10/125型号有源光纤,填补了国内相关领域空白。这份来之不易的突破,让刘锐更加笃定,自主研发是中国特种光纤产业唯一的出路。

在刘锐看来,特种光纤是自主创新的深水区,重资产、重人才、重工艺,要把产品做出来、交出去,并实现上机稳定运行,不是一件容易事。长期以来,国外巨头固守八边形光纤结构技术路线,占据全球市场数十年,业内大多企业选择跟风仿制,以求稳妥避险,但刘锐团队却毅然选择挑战难度更高、无人涉足的“圆形扰模”技术路线。在大量实验论证后,团队发现,国外主流的八边形结构存在固有技术局限,在泵浦光吸收效率、模式控制等方面存在短板,无法支撑万瓦级超高功率激光的突破。如果一味跟风仿制,国内产业永远只能做追赶者,无法掌握技术定义权。秉持“不做跟随者,要做定义者”的初心,刘锐带领团队开启了长达五年的艰苦攻关。攻坚之路,失败是常态,突破是偶然。万瓦级特种光纤研发的核心难点,集中在“大、匀、稳”三大核心难题上。大芯径光纤大幅提升了稀土均匀掺杂难度,稍有瑕疵就会产生热点烧毁光纤。同时,还要攻克模式不稳定、光致暗化、拉曼效应等全球共性技术瓶颈,难题环环相扣,任一环节失守,所有研发成果都将作废。缺少关键数据,就一步步研发试验,逐点推敲得出技术参数;没有专用检测设备,就改造通信光纤检测手段,反复适配调试;产品良率偏低,就日夜坚守实验室,一遍遍调整配方、优化工艺参数。无数个日夜的反复试错、迭代优化,让团队终于独创圆形扰模双包层技术,实现了高功率光纤激光器的国产化替代。依托这一技术,睿芯光纤成功研制出单纤输出功率达22kW的圆形扰模双包层掺镱光纤,并助力锐科激光开发出全球唯一的10.1kW近基模万瓦级光纤激光器,刷新了世界纪录,解决了高功率与高光束质量难以兼顾的行业难题。

技术突破的背后,是与母公司锐科激光独有的“互相试验场”协同创新模式,这也是刘锐眼中团队实现弯道超车的核心密钥。不同于行业上下游割裂的买卖关系,两家企业构建起“需求-研发-测试-反馈-再迭代”的闭环体系。锐科激光精准输出终端技术需求,睿芯光纤快速迭代样品;整机上机测试发现问题,双方当日沟通、当日调整,次日即可产出新样品。依托这种高效协同机制,行业普遍12至18个月的技术迭代周期,被压缩至3个月以内,研发效率提升4至6倍。物理距离的零时差、技术路线的同频共振、试错成本的极致压缩,极大缩短了产品研发和量产进度。2025年,依托这款自主研发的特种光纤,锐科激光推出全球唯一的单模万瓦光纤激光器,标志着我国在超高功率激光领域实现从跟跑到领跑的跨越。十余载深耕,睿芯光纤实现了跨越式成长,从最初5人初创团队、千平米的厂房,发展为200余人规模、万平米生产基地、十条专业生产线的行业标杆企业,年产值稳定突破3亿元,产能利用率高达97%,稳居国内激光器用特种光纤市场占有率首位。《2025年中国激光产业发展报告》显示,睿芯光纤在国内激光器用特种光纤市场占比第一,2025年产能利用率高达97%。2026年3月,睿芯光纤将自主研发的单模万瓦掺镱光纤发给客户试用,一个月后收到的反馈信息显示产品表现远超预期,客户随即提出下单需求。

从技术攻坚到团队赋能,从个人成长到产业赋能,刘锐始终步履不停。2020年,博士毕业的他升任睿芯光纤副总经理,从一线研发人员转型为技术带头人。相较于个人深耕研发,带领团队攻坚更考验统筹与传承能力。如今,他统筹管理五六支细分研发团队,覆盖工业激光、光通信、光纤陀螺、激光雷达、激光医疗、空间激光、光纤传感、其他器件或服务等多个领域,专注技术迭代与工艺优化,为团队年轻工程师答疑解惑、指引方向。作为“武汉英才”产业领军人才,刘锐带领研发团队持续推进特种光纤的研制及产业化工作,首创性提出一种设计及制备技术,实现高功率光纤激光器用特种光纤的批量生产,一举助力我国拥有该领域核心器件的自研自产能力。在他的带动下,企业建起了完备的人才梯队,团队中不乏新引进的知名高校毕业生,他们在创新的实践和氛围中不断成长,有的成为“武汉英才”优秀青年人才、有的获评“汉漾青年”,企业也已在国内率先掌握了从光纤预制件制备、稀土掺杂、拉丝到光纤测试的所有核心技术。

面向未来,刘锐为团队定下“更深、更广、更高”的发展目标。深耕技术领域,推进数字化生产线二期建设,该项目建设总投资5316万元,将新增年产8000千米特种光纤产能,持续迭代超高功率、高稳定性光纤产品,覆盖光通信、激光雷达、医疗等多领域特种光纤产能。拓宽应用场景,持续布局未来激光制造、星间激光通信等多个相关领域,其掺铒、铒镱共掺光纤已逐步应用于地面光通信DWDM光传输网信号放大,保偏耐辐照光纤及耐辐照掺铒/铒镱共掺光纤也进入多场景验证阶段。作为国家级专精特新“小巨人”企业、高新技术企业、重点“小巨人”企业、制造业单项冠军企业、瞪羚企业,睿芯光纤拥有工业研发实验室及智能化生产线,通过ISO认证,建立质量、环境和职业健康安全管理体系,在国内率先实现激光器用双包层大模场掺镱光纤的产业化,为国内光纤激光器行业提供关键原材料,还先后获评国家级国家科学技术进步奖和国家级机械工业科学技术奖。

(编辑:张广德)