关于长盈通和特种光纤的若干问题

1/22/2024，光纤在线讯，上周和同事们业务学习，学习内容是行业内领先的特种光纤和光纤环制造商武汉长盈通公司。关于长盈通和他们的产品，我们整理了一些问答，供大家参考。

问：长盈通是一家怎样的公司？有什么背景吗？

武汉长盈通公司是专业从事光纤陀螺核心器件光纤环及其综合解决方案研发、生产、销售和服务的企业，致力于开拓以军用惯性导航领域为主的光纤环及其主要材料特种光纤的高新技术产业化应用。公司拥有四大类、六小类，200多型号的光纤环产品，近100种型号的特种光纤产品。在光纤环领域，长盈通公司拥有从器件，特纤，胶粘剂和涂敷材料，生产设备在内的完整产业布局和核心竞争力。

长盈通的创始人皮亚斌皮总是湖北人，1986年考入成电计算机系，毕业后先是在湖北省石化厅工作，后来下海加入长飞公司，在长飞工作多年后又在2010年创立了长盈通公司。从光纤环起步，逐步向保偏光纤，光子晶体光纤等领域拓展，并在2022年年底成功上市，当年营收3.14亿人民币。

长盈通公司2015年开始加入光纤在线和光荟，光纤在线曾经对长盈通公司及其CTO廉正刚博士，旗下计量公司多次采访报道。

问：什么是光纤环？有什么作用？
光纤陀螺是应用Sagnac效应测试旋转角速度的全固态陀螺仪，它将同一光源发出的一束光分解为两束，让这两束光在同一个环路内沿相反方向循行一周后会合产生干涉。

光纤陀螺有多种结构类型，当前进入工程化阶段的主要是闭环保偏型光纤陀螺，它的核心敏感元件是保偏光纤环，其基本构成包括保偏光纤及骨架。保偏光纤环采用四极对称绕法，并辅以特殊的密封胶填充，构成全固态的光纤环线圈。

对于光纤环绕法而言，由于各种绕法规律限制了光纤环的匝数和层数，所以绕法会影响包括光纤长度、光纤环宽高比、光纤环高度等在内的的光纤环几何参数；其次是固胶，不同材料配比的固胶影响密度、泊松比、导热系数等光纤环材料及热力学参数，同时由于固化方式的差别，固胶厚度以及均匀度也会影响光纤环的几何参数；最后，光纤的种类（比如熊猫型保偏光纤、光子晶体光纤等）、光纤包层涂层厚度以及光纤材料掺杂浓度等一方面会导致光纤环几何参数变化，另一方面还会影响光纤环的材料以及热力学参数。

问：光纤陀螺仪是干什么的？
陀螺效应的基本思想是高速旋转物体具有确定的指向性，这种效应让陀螺仪可以测量沿惯性空间的角速度/角位移。因为角速度是基本物理量，所以陀螺仪的用途非常广泛。特别是军工方面。

传统的惯性陀螺仪主要是指机械式的陀螺仪，机械式的陀螺仪对工艺结构的要求很高，结构复杂，它的精度受到了很多方面的制约。从1976年美国犹他大学的VALI和SHORTHILL等人成功研制第1个光纤陀螺(fiber-optic gyroscope, FOG)以来，光纤陀螺已经发展了30多年。

光纤陀螺仪是以光导纤维线圈为基础的敏感元件， 由激光二极管发射出的光线朝两个方向沿光导纤维传播。光传播路径的不同，决定了敏感元件的角位移。光纤陀螺仪与传统的机械陀螺仪相比，优点是全固态，没有旋转部件和摩擦部件，寿命长，动态范围大，瞬时启动，结构简单，尺寸小，重量轻。与激光陀螺仪相比，光纤陀螺仪没有闭锁问题，也不用在石英块精密加工出光路，成本相对较低。

光纤陀螺仪的实现主要基于塞格尼克理论：当光束在一个环形的通道中行进时，若环形通道本身具有一个转动速度，那么光线沿着通道转动方向行进所需要的时间要比沿着这个通道转动相反的方向行进所需要的时间要多。也就是说当光学环路转动时，在不同的行进方向上，光学环路的光程相对于环路在静止时的光程都会产生变化。利用光程的这种变化，检测出两条光路的相位差或干涉条纹的变化，就可以测出光路旋转角速度，这便是光纤陀螺仪的工作原理。

问：光子晶体光纤是干什么的？
1987年，Eli Yablonovitch等科学家发现某些动物体表有周期性规律排列的细毛，可以把某些颜色（对应一定波长）的光完全反射，而吸收其它波长，展现出艳丽的色彩。Eli Yablonovitch等将此类结构命名为 “光子晶体”。很快，这一结构在光纤领域得到了移植应用。1992年，Phillip Russell等人提出“光子晶体光纤”（微结构光纤中的一类）。光子晶体光纤是由一簇细小的石英毛细管按照六边形周期性排列，从横截面上看去，就像是蜂窝结构。由于优良的传输特性，光子晶体光纤迅速在全球受到重视。

光子晶体光纤除了在外形上和传统光纤存在差异之外，在设计的自由度上也具有革命性优势。除了拥有传统光纤的特性，光子晶体光纤还可以灵活的调整纤芯或包层中空气孔的大小、间距和几何形状，这些变化使光纤有了更多的性能，也因此在多个方面超越了传统光纤。

光子晶体光纤可以用于研发恶劣环境使用的高性能保偏光纤，高功率增益光纤，下一代通信用多芯光纤等多种特种光纤。

问：特纤都有哪些种类？
 从狭义来讲，特种光纤是区别于国际通信标准光纤的特殊性能和用途的特殊用途光纤，其材料掺杂、结构设计、工艺、传输波长、光学性能、机械和环境性能都具有特殊性，服务于不同的行业领域。从广义来讲，包括特种光纤以及通信光纤特种光缆甚至组件在内的都属于特种光纤(产品)范畴，应用于通信、传感、电力、石油石化、工业和军事等各个领域。

特纤的种类很多，按应用分，常见的有用于光纤放大器和激光器的增益光纤（掺铒，掺钇，掺镤等），无源的各种保偏光纤，色散补偿光纤，传能光纤，耐辐射耐高温光纤，紫外和中远红外光纤等等。

按结构分，有双包层，光子晶体，大芯径光纤等。

问：保偏光纤是什么？熊猫光纤是什么意思？
偏振是横波的一种属性，指横波在与其传播方向垂直的平面内沿着某一特定方向振荡的性质。通常，光的偏振方向是指其电场的振荡方向。光的偏振存在3种偏振态：完全偏振、部分偏振和完全非偏振。其中完全偏振光又可分为3类：当其振荡轨迹为直线时，即只沿确定的方向振荡，称为线偏振光；当其振荡轨迹为一椭圆时，称为椭圆偏振光；当其振荡轨迹为一圆形时，称为圆偏振光。

自然光属于完全非偏振光，可看作所有方向上线偏振光的集合。当自然光以特定角度入射两种不同介质的分界面时，其反射光为线偏振光，透射光为部分偏振光，这个特定角度就是布儒斯特角，又叫起偏角。自然光和完全偏振光的叠加，即为部分偏振光。

由于单模光纤沿轴向上各位置的双折射不一致，故其中传输的通常是线偏振光LP01x和LP01y的复合态----随机变化的椭圆偏振光。而保偏光纤，顾名思义，通过人为引入双折射，使光纤中轴向各位置的双折射保持不变，实现对入射光偏振态的保持。

保偏光纤种类很多，根据双折射的大小，可以分成高双折射光纤（双折射系数B~10-4）和低双折射光纤（B~10-7-10-9）。

根据双折射现象的产生机理，又可以分成结构双折射和应力双折射，前者通过导光材料结构的不对称性引入双折射，后者通过应力引起材料折射率的变化（即光弹效应）而引入双折射。

当前国际上最常见的几种保偏光纤是熊猫、领结、椭圆包层和椭圆芯结构的光纤。所谓保偏光纤，是因为其应力区的结构类似熊猫。

问：特纤比普通光纤贵很多吗？
不同种类的特纤价格不一样，但普遍会比通信用单模光纤（价格已经到30元每公里以内）贵很多，比如保偏光纤的价格会是单模光纤的8-10倍。

问：长盈通旗下计量公司是干啥的？

中国电科41所国防科技工业光电子一级计量站与武汉长盈通合作的武汉国防科技工业光电子一级计量站揭牌仪式2016年6月18日上午在长盈通公司举行。长盈通CTO 廉正刚博士称电科41所的光电子一级计量站在国内光电子光纤通信领域具有很高的地位。长盈通如今和41所合建国防科技工业光电子一级计量站，把光电子计量中心搬到武汉光谷，是双赢的选择，将可以借助长盈通的技术和地域优势，更好满足光谷及周围地区在光电子计量方面的需求。

光电子一级计量站对于光电行业来说确保了产品测试指标的准确可靠。以往企业为了仪表校准总是要跑到41所在青岛的计量站去。这一次能够在武汉建立计量站，无疑大大方便了光谷的光电子企业。41所陈坤峰副所长告诉光纤在线，长盈通的光电子一级计量站完全采用国家光电子计量站的标准体系，出具的检测报告和国家光电子计量站是同样效力。这也是国家光电子计量站在民口建立的第一个站点。此前，只有军口的三家合作单位。