单位文秘网 2021-10-07 08:15:01 点击: 次
光电子技术是近十几年来迅速发展的一个新兴高科技领域,科学界预言:以其为主导的信息产业是 21世纪的最大的产业,到 2010年,全球将形成5万亿美元的产业规模。人们说, 20世纪,是微电子时代,创造了“硅谷”奇迹;21世纪,是光电子时代,“光谷”将独领风骚。
20多年前,现为中国工程院院士的赵梓森在武汉南望山下拉出了中国第一根实用光纤。当时他就想,在将来的某一天,光电子肯定会引发—次全球经济的大爆炸,他要让这细细的光纤,融入中国千家万户的生活。
金秋季节,笔者来到被誉为中国光纤之父的中国通信学会光纤通信专业委员会主任委员赵梓森院士的家。客厅里陈设俭朴,小院里黄橙橙的橘子、倭瓜挂满枝头,硕果累累。一首悠扬的小提琴曲从庭院里传出……谁能想象得出这就是中国光纤通信技术的拓荒者、打开中国光通信之门的我国著名科学家赵梓森的家。
填补国家空白
点燃现代烽火
赵梓森青少年时期就兴趣广泛,美术、雕刻、集邮、做模型飞机、装收音机、打乒乓球、踢足球等样样喜好。他的模型飞机曾在上海模型飞机比赛中获得名次,赵梓森的模型飞机比自己还大,十分引人注目。他和弟弟一起带着自制的收音机爬到屋顶上去接收信号;用零花钱买试管、酒精灯。自制氢气、氧气;制作电磁铁,小马达等小玩物。
工作以后他经常从早到晚不知疲倦地连续工作学习而从不知苦累,他酷爱自己的工作,工作学习成为他人生的乐趣。
让人难以相信的是,赵梓森这样卓有成就的专家,初中时学习偏废,喜欢的课程成绩好,不喜欢的课程成绩不好,甚至英语、日语、代数不及格,为此差一点没考上高中。后来他吸取了教训,勤奋学习。当时他的业余爱好是拉小提琴。无钱买琴,他就自制小提琴。他几乎每天要练琴,拉练习曲达中级水平。他发现拉琴爱好不但可陶冶情操还培养了自己的毅力,至今他还经常拉小提琴。他的家人都很喜欢音乐,成了音乐之家。
1949年高中毕业的赵梓森,为了减轻家庭负担,考进了国立浙江大学农业化学系。然而在浙大农化系读了一年,他发现自己对农业不感兴趣。根据他的个性,对没有兴趣的东西是学不好的。于是,他请求母亲让自己转学到私立大同大学电机系。1952年全国院系调整,取消私立,大学被合并到上海交大电信系,这是他的志愿,成绩较好。
要在科学上有所作为,必须要有良好的数理基础。大学毕业后分配到武汉电信学校教书的赵梓森发现自己在大学中学得太浅。于是他又继续学数理议程、概率论、场论、线性代数、信息论、英、俄、日语等课程,以及各有关专业基础课,水平大大提高。
1958年武汉电信学校升级为武汉邮电学院。担任教学工作的赵梓森,对科研充满了浓厚的兴趣,领导让他长期担任实验室主任。于是他就在实验室里随心所欲地做起各种研究和实验,锻炼自己理论联系实际的能力。
20世纪70年代初赵梓森被提升为研究室副主任,负责大气传输光通信课题的研究,在他的努力下不到两年就完成了这项研究。他发现大气传输光通信不能全天候通信,有雾或下雨不行,赵梓森知道邮电通信是一刻也不能中断的。于是他又开始寻找新的方法。利用光纤作传输线路早就听说,当时只是衰减太大,没有采用。后来从文献和各方面调查,得知光纤的衰减已降至4db/km。他核算一下,发现已可超过电缆传输。光纤工作在光频,估计可传输几十万路电话。可能会引起一场通信技术革命,这是他早就意识到的。
1973年,赵梓森组织了一些人开始研究光纤通信,当时世界上也还在探索,尚未实用。光纤的制作方法也有多种,有采用玻璃的,有采用石英的,有采用液芯的和塑料的。通信用的光源也有多种,有固体的,有气体的,有半导体的。光通信系统的制式也有多种,有增量调制的,有数字的,当时模拟和数字体制尚在争论。采用什么技术线是成败的决定因素。因为其中大多涉及工艺装备线,不好更改。赵梓森以其超前的意识主张采用石英光纤、半导体激光器、数字通信制式,得到了国务院科技办的认同,这使我国光纤通信得以顺利发展,少走了许多弯路。
20世纪70年代初,我国与国外的技术交流极少,几乎与国外隔绝,无鉴可借。赵梓森只能从外文杂志中了解一些情况。当时大多数年轻人不懂英语,赵梓森便给大家讲译。当时在物质条件极差的情况下,彻门竟是在清洗间里做化学实验,他们就是在这种艰苦的条件下研究尖端技术光纤通信的。
光纤制作的主要难点是研制九个9的超纯石英和要拉误差小于1微米高精度光纤。光纤衰减的降低主要是要把化学原料提纯到九个9,这对化学界也是尖端。赵梓森是项目负责人,他制定了总体方案和全盘计划,组织大家攻关。赵梓森凭着自己学过的一些化学知识,组织武汉邮电学院的化学教师与武汉大学的专业人才共同攻克超纯化学难关。
那时,一切问题都要靠自己解决。他们自制了熔炼车床来炼石英,自制了几米高的拉丝塔来拉丝等。克8睡重难关,终于把光纤研制出来了。有了光纤,要测量光纤的性能,还要研究光纤参数的测量方法并研制有关仪表。他们在研制的过程中填补了国家百项空白。
研制光纤是一个有毒、有危险的化学过程。每次有危险的试验,赵梓森总是抢在前头。让他难忘的是那次氢气回火爆炸事件。
记得那是一天的下午,为了研究石英的转化过程,他们要做—个化学试验。赵梓森知道这项试验有危险,就主动与一位经验丰富的同志承担起来,而赵梓森进行的环节是最危险的。尽管他们十分谨慎,化学药剂还是冲进了他的双眼。疼痛难忍的赵梓森当时就晕了过去被送进了医院………赵梓森说,尽管搞科学研究不是战场,但也要有献身精神。多年来,他就是用这种精神创造了我国光通信领域一个又一个的奇迹。
光纤通信需要用激光光源。然而研制半导体激光器的困难绝对不亚于光纤。20世纪70年代他们在国内组织研制了半导体发光管来满足光纤通信的需要。1978年改革开放后,他们与美籍华人合作研制并生产了半导体激光满足了工程使用。
光纤通信的成果体现在一个由光纤、器件和电子线路结合在一起的光纤通信传输系统上。在70年代初,他们做了几个光纤通信实验系统。 1976年他们与中科院联合做了我国第一个用光纤传输黑白电视的实验。在国家和邮电部的支持下,我国的光纤通信’发展很快。
20世纪70年代末、80年代初,世界发达国家和中国的光纤通信技术已成熟可工程应用。他们开始做了120路光纤通信系统,以后继续做了 480、1920、7680路的光纤通信系统,他们搞出了一个又一个全国首创。
光纤通信的潜力很大,一对光纤现有的能力就可传输 20000千兆赫,相当亿路电话。近代的信息事业爆炸性的发展,可以说是由于光纤通信和电子计算机的诞生引起的。
今天,当武汉邮电科学研究院武汉烽火网络有限公司不断发展壮大之时,当烽火通信之火熊熊燃烧上市之日,人们不会忘记赵梓森这位第一个点燃烽火的人。
建设“中国光谷”
为光电技术导航
近年来,全球经济开始追光。有人预言:21世纪人类文明将由电子时代步入光子时代。但是,光子挑战电子,不是在排除电子,而是两者优势互补,相辅相成。由于采用光子传输信息,能够获得比电子传输更高的效率,因此,光子通信大有取代电子通信的趋势。全光通信是一种全新的、无需进行任何光电变换的光波通信。光计算机运算速度比目前最快的超级电子计算机快1000倍,且像人脑一样有容错性,更接近人脑的光脑将逐步取代电脑。赵梓森意识到,机会来了,中国不能再与光谷发展失之交臂!
2000年5月8日,赵梓森等 26名中国科学院、工程院的院士、专家联名向党中央、国务院呈交了关于在武汉建立“中国光谷”的建议书。在这份送往党中央、国务院的建议书上,赵梓森郑重地签下了自己的名字。院士、专家们建议:尽快批准武汉成立“中国光谷”(国家级光电子信息产业基地);进一步充实和发展武汉地区光电子领域的重点学科、基础研究和人才培养……赵梓森院士出任了“光谷”的首席科学家,成为光电子技术的导航人。
这位几年前就提出加快武汉光电子产业集成发展设想的专家,在给党中央、国务院的建议书上签字时,异常激动,他说:“爆炸的瞬间就是现在!”在光电子技术方面,我国与国际水平差距较小,与发达国家几乎同时起步。预计“十五”期间,武汉地区光电子信息产业产值将达到1000亿元的产业规模。
近年来,光电子信息技术正以几何速度发展,4年间仅光纤速度就增长了几千倍;与此同时,随着信息时代的来临,信息传输量越来越大,能够扩大通信与信息交换容量的光子学拥有巨大的市场空间。技术爆炸和市场爆炸把“光谷”这一千载难逢的历史机遇摆到了赵梓森和武汉的有关专家面前。
赵梓森以其深远的洞察力和超前发展的意识认识到这一点。经过努力,早在1994年,国家计委就批准在武汉邮科院设立国家光纤通讯工程研究中心,5年后又批准增设了国家光电子工艺中心。目前,该院在光纤光缆、光电器件、光传输设江泽民、曾庆红与赵梓森亲切交谈备、光仪表等方面无可争议地居国内领先地位。前不久,该院的两个IP技术标准获得国际电信联盟批准,它标志着该院在这—领域已经走在了世界的前面。
建设“中国光谷”,引起了海内外人士的极大关注,也吸引了世界的目光。应邀来武汉访问的美国硅谷科技商务考察团,在12个小时内就与“武汉·中国光谷”达成了16个合作意向。
“光谷”诱人的前景,吸纳了巨额金融资本,银行家纷纷把目光投向这个新兴的产业。中国工商银行湖北省分行率先与“光谷”领导小组办公室签订了50亿元意向性贷款框架协议。光大银行武汉分行紧随其后,表示要为“光谷”提供额度不低于10亿元的贷款。紧接着,中国建设银行、中国银行湖北省分行、武汉市商业银行、湖北省国际信托投资公司等5家金融机构又陆续与“光谷”携手,签约总资金近 200亿元。
光电子信息服务前程似锦
看到光纤通信已在全国普遍应用和由它引起的信息时代的前景的赵梓森,感到无比欣慰。
谈到未来,打开中国光通信之门的赵梓森介绍说,光电子技术不仅全面继承和涵盖了电子技术,而具有微电子无法比拟的优越性能、更广阔的应用范围,光电子产业成为本世纪最具魅力的朝阳产业已是不争的事实。他说,从全球铺设第一条光纤通信线路30年来,现在已有八成以上的通信业务靠此传输。DWDM等技术正在使上亿人通过一对光纤通话变成现实;壁挂电视、可视电话、远程教学、医疗,虚拟办公、电子商务等这些改变我们生活的设施,却包括着光电子产业无可比拟的巨大利润。据了解,高功率激光器的出现,在 1998年就使世界激光产业总产值达60亿美元;而以光电子为支撑技术的世界软件及信息服务有着5400亿美元的巨大市场。
1977年,武汉邮科院在现任中国工程院院士赵降森的带领下,拉制出我国第一根实用光纤,从此打开了中国光通信之门。于是,这里有了国内最大的综合光通信产品研究生产单位一武汉邮科院。
“十五”期间,“光谷”要实现以下目标:建成50平方公里的光电子信息产业带,形成具有国内第一、国际一流的外向型、国际化的光电子信息产业基地(中国光谷);形成年产值达1000亿元的光电子信息产业规模,成为湖北省、武汉市经济发展的重要增长点和支撑点,推动光电子信息技术在传统工业中的应用,带动和促进一批相关产业的发展;推动技术创新和技术成果产业化,形成一批具有自主知识产权的产业项目。培植一批光电子信息企业集团,力争产值过百亿元的企业(集团)3至4家,过50亿元的企业(集团)7至8家;引进一批国内外光电子信息大项目、大企业,实现项目(企业)的“高位嫁接”,实现产业扩张和产品升级;建设一批光电子信息技术的重点基础学科,形成国内一流的研究开发中心、学术交流中心、人才培养基地和“产、学、研”结合示范基地。一项气势宏大的“光谷”工程,正在美丽的东湖之滨崛起。
众所周知,21世纪是信息经济时代,信息产业将成为支柱产业。
近十年我国光电子技术研究在国家“863”计划和有关部门的支持下有了突飞猛进的进展,在很多领域同国外先进国家只有两三年的距离,个别领域还处于世界领先地位。
我国在光电子技术方面是与国际水平差距相对较小的一个领域,与世界发达国家几乎同时起步。但是我们应该清醒地认识到我国制造技术的落后和材料水平有限,而国际上光电子产业已经进入加速发展阶段,留给我们的时间只有3到5年,如果我们不在目前产业化的技术发展阶段进入,就会失去大好时机。机不可失,时不再来,到产业化后期时将要花数倍的力量才能弥补,也许会彻底失去时机,受制于人。
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