從Primanex到浦芮斯光電科技:關於磁光開關的故事

7/15/2014, 昨天一天想必浦芮斯光電科技的Andrew Zhao博士接電話接到手軟。他晚上寫郵件給編輯描述自己的心情說「感慨頗多，夜不能寐」。編輯鼓勵他講故事的方式講述他們關於磁光開關及其它產品的創新的歷史，於是有了下面這篇文字。

當北京大學教授劉弘度在美國矽谷Fremont參與創立Primanex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。創立Primanex的理由很簡單，就是磁光開關。當其他人還執著於機械式光開關（MOM）及微機械式光開關（MEMS）時，劉教授就已帶領著一幹研發工程師開始了Primanex團隊獨步全球磁光開關並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 Hongdu Liu, Daxin Liu, Shizhuo Yin, Lee Lisheng Huang發明及所有 發布日期Dec 10, 2002），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；並在同一天，Primanex還申請了磁光可調衰減器領域的第一個核心專利（US6631238  Hongdu Liu, Daxin Liu, Shizhuo Yin, Lee Lisheng Huang 發布日期 2003年10月7日 Primanex公司所有）；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  Hongdu Liu, Shizhuo Yin, Daxin Liu, Lee Lisheng Huang

發布日期 2003年6月17日 Primanex所有）。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(編者按：一般美國專利保護期為17年)。由於巧妙地藉助於法拉第旋光效應改變入射光的偏振態，並進而根據偏振態的不同而從空間上將入射光從不同的埠輸出，磁光開關對光的切換因而是不涉及機械運動的。磁光開關因而也就具備了基於機械運動原理的MOM和MEMS光開關等所不可能擁有的競爭優勢：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於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），無與倫比的切換重複性（磁光開關的+/-0.01dB的切換間損耗重複性是其它技術不可比的）。更巧妙的是，由於Primanex獨特的法拉第旋光組件的設計，Primanex的磁光開關是狀態保持型（Latching-Type）的，即僅在需要切換時才需要一個極短的外電壓脈衝激勵；在完成切換之後，可保持開關狀態而無需外電維持；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：脫胎於Primanex美國實驗室的磁光開關

由於以上所描述的獨特的競爭優勢，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應行業大勢所趨，將美國矽谷的生產及研發向中國轉移，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業創新之旅；磁光開關，這朵誕生於美國實驗室的奇葩，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，受命創辦Primanex青島研發中心，即青島招金光電子科技有限公司。趙博士和他的JDSU戰友們習慣上稱JDSU渥太華園區為校園，的確那更像是一所大學；那是一個現在想來都令人激動、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，沒有什麼是不可能的。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，為什麼這些不可以在中國由中國人自己來實現呢？或許真是一種緣分，年輕的趙博士註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Primanex創新傳統的重任；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明專利，是關於大範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明專利之一。同樣是在2003年，Primanex研發團隊開發應用於光纖水聽器的法拉第旋光反射鏡產品（FRM），以解決光纖型麥可遜幹涉儀中光纖中隨機偏振態的擾動對幹涉信號可見度的幹擾，Primanex成為國內首家研發並批量生產FRM的廠家；Primanex研發團隊開發熱穩定波長標準具，以完全無源的方式實現了波長在寬溫範圍內的「零」飄移，從而迄今仍成功地應用於國內絕大部分光纖傳感設備中。

Primanex圍繞磁光開關的創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明專利（ZL200610003450.1和ZL200910163139.7）。

或許是傳統礦山企業與高科技公司的理念不可調和，也或許是傳統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，幫助高意實現高端光器件的國產化。由於隨後美國II-VI公司全資收購高意科技加上適時而來的招金集團的召喚，這支年輕的團隊在2010年3月再次踏上了北返的徵程，所有的人心中都有一個「復興招金光電子-Primanex的夢」。Zhao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，開啟更大的創新之旅，在整個光電子行業濃重地打下我們中國人的印記。

圍繞磁光開關的創新又可以繼續了。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定性不好、產品製作周期偏長等缺點；新型的磁光開關終於在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新型的基於全膠工藝的磁光開關

然而，創新之路不會總一帆風順。招金光電子的以技術研發為主導的經營管理團隊的經驗欠缺與事實上並未絲毫改變的招金集團管理文化理念的衝突導致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：浦芮斯光電繼續保留Primanex旗號，也因此須繼續Primanex的創新傳統，並開啟Primanex在中國的三次創新之旅；而原控股股東招金集團變為小股東。對於浦芮斯團隊而言，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」。這寄託了所有浦芮斯人的美好希冀。

Primanex圍繞磁光開關的創新還在繼續，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，此次的創新更多是在磁光開關的應用領域的創新。浦芮斯團隊很自豪於與「嫦娥」團隊合作的經歷，也傾注了巨大的精力於新能源如風力發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的越來越多的滲透，越來越多的傳統領域對光電子器件也提出了日新月異的要求，更多的商業機會也應運而生。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小時連續不間斷切換工作）、超快響應、超級可準確重複等領域可以發揮得天獨厚的貢獻。

浦芮斯團隊的創新遠不止於磁光開關：光器件中的最基本組件如光纖準直器者也同樣可以體現浦芮斯團隊的創新精神。完全不同於傳統的反射法靠優化插入損耗製備準直器的方法，浦芮斯在整個行業內第一家採用光斑法製備準直器：即無需監控優化插入損耗，僅須測量光纖經透鏡準直後的光斑大小及發散情況即可製備準直器。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，另一方面規避了傳統的反射法中插入損耗對光纖與透鏡之間距不敏感的缺陷，從而可以獲得更優的光學性能，這點在製備超長工作距離準直器時尤其明顯。進一步，浦芮斯團隊正致力於光斑法製備準直器的自動化工作，相信在不久的將來可以看到考自動裝夾、自動優化、自動點膠固化等技術製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製備準直器的優勢進一步延伸，可以為客戶提供定製設計優化服務，這也是一種價值的創新。以上圖三為例，浦芮斯團隊特別為緊湊型CWDM模塊定製設計、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儘可能均勻的損耗性能，以及使用儘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，我們目前所處時代的是一個高度發達、充滿了未知與不確定性的移動網際網路時代。在這樣一個時代，浦芮斯團隊這些人，始終在固守著一些傳統的東西，如「創新」，如「自由」，並堅信「只要將產品做到極致，則一切將紛至沓來」。我們信奉「不自由，毋寧死」，「不創新，毋寧死」。我們堅信，如果世俗所謂的商業「成功」必得依賴於低端拷貝，那這樣的「成功」我們不要也罷；如果一個商業社會中充斥著抄襲和複製，並由此而形成一種以抄襲、複製為榮的文化，那這樣的社會和文化是沒有出息的。

從Primanex到浦芮斯光電，我們的團隊創新依然在繼續。