自20世紀(jì)末起,光纖技術(shù)領(lǐng)域悄然興起一項(xiàng)前沿探索——在纖細(xì)的光纖上直接打磨透鏡。這項(xiàng)看似不可能的任務(wù),經(jīng)過科研團(tuán)隊(duì)二十余年的不懈努力,終于實(shí)現(xiàn)了從理論到實(shí)踐的突破,成就了全球首創(chuàng)的“光纖上磨透鏡”技術(shù)。
光纖通信作為現(xiàn)代信息社會(huì)的基石,其性能的提升一直是科技競(jìng)爭(zhēng)的前沿。傳統(tǒng)的光纖連接往往依賴外部光學(xué)元件進(jìn)行光束整形,而“光纖上磨透鏡”技術(shù)則將透鏡功能直接集成在光纖末端,通過精密加工形成微米級(jí)透鏡結(jié)構(gòu)。這一創(chuàng)新不僅顯著提高了光信號(hào)傳輸效率和耦合精度,還簡(jiǎn)化了系統(tǒng)架構(gòu),降低了制造成本。
技術(shù)的開發(fā)之路并非一帆風(fēng)順。光纖材質(zhì)脆弱,直徑僅以微米計(jì),在其上打磨出高精度透鏡面臨著巨大的技術(shù)挑戰(zhàn)。科研團(tuán)隊(duì)從材料力學(xué)、光學(xué)設(shè)計(jì)到加工工藝多個(gè)維度進(jìn)行攻關(guān)。他們率先開發(fā)出超精密機(jī)械研磨與激光微加工相結(jié)合的方法,通過納米級(jí)定位控制,在光纖端面形成球面、非球面甚至復(fù)雜自由曲面透鏡,實(shí)現(xiàn)了對(duì)光場(chǎng)的精準(zhǔn)操控。
二十余年的積累,使該技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室走向產(chǎn)業(yè)化。目前,這項(xiàng)“全球第一”的技術(shù)已成功應(yīng)用于高速數(shù)據(jù)中心、光纖傳感、醫(yī)療內(nèi)窺鏡及量子通信等領(lǐng)域。例如,在5G網(wǎng)絡(luò)中,它提升了基站與終端間的光鏈路性能;在醫(yī)療設(shè)備中,它實(shí)現(xiàn)了更小尺寸、更高分辨率的成像探頭。
這一成就不僅彰顯了中國(guó)在高端光學(xué)制造領(lǐng)域的創(chuàng)新實(shí)力,也為全球光纖技術(shù)的發(fā)展開辟了新方向。未來(lái),隨著加工精度的進(jìn)一步提升和應(yīng)用場(chǎng)景的拓展,“光纖上磨透鏡”技術(shù)有望在光子芯片、人工智能硬件等前沿領(lǐng)域發(fā)揮更大價(jià)值,繼續(xù)引領(lǐng)“馴光”之旅。