从Primanex到浦芮斯光电科技：关于磁光开关的故事

7/15/2014, 昨天一天想必浦芮斯光电科技的Andrew Zhao博士接电话接到手软。他晚上写邮件给编辑描述自己的心情说“感慨颇多，夜不能寐”。编辑鼓励他讲故事的方式讲述他们关于磁光开关及其它产品的创新的历史，于是有了下面这篇文字。

当北京大学教授刘弘度在美国硅谷Fremont参与创立Primanex之时，或许就已经给这个团队注入了“学院派”的基因，那时还是2000年9月。创立Primanex的理由很简单，就是磁光开关。当其他人还执着于机械式光开关（MOM）及微机械式光开关（MEMS）时，刘教授就已带领着一干研发工程师开始了Primanex团队独步全球磁光开关并引领磁光技术的平凡而又卓越的旅程。那时，公司只有一个产品-磁光开关，而且还在实验室的光学平台上。
2001年3月，Primanex申请了磁光开关领域的第一个核心专利（US6493139 Hongdu Liu, Daxin Liu, Shizhuo Yin, Lee Lisheng Huang发明及所有 发布日期Dec 10, 2002），从光学设计层面涵盖了透射式和反射式两大类磁光开关的各种设计及变异；并在同一天，Primanex还申请了磁光可调衰减器领域的第一个核心专利（US6631238  Hongdu Liu, Daxin Liu, Shizhuo Yin, Lee Lisheng Huang 发布日期 2003年10月7日 Primanex公司所有）；紧接着在2001年8月，Primanex申请了磁光开关中的核心组件-法拉第旋光器的核心专利（US6580546  Hongdu Liu, Shizhuo Yin, Daxin Liu, Lee Lisheng Huang
发布日期 2003年6月17日 Primanex所有）。此三项美国核心专利构成了Primanex在磁光开关及磁光技术领域领先全球的基石(编者按：一般美国专利保护期为17年)。由于巧妙地借助于法拉第旋光效应改变入射光的偏振态，并进而根据偏振态的不同而从空间上将入射光从不同的端口输出，磁光开关对光的切换因而是不涉及机械运动的。磁光开关因而也就具备了基于机械运动原理的MOM和MEMS光开关等所不可能拥有的竞争优势：微秒量级的高切换速度（机械式光开关与之形成对比的是毫秒量级），永远不用担心的切换寿命（Primanex的实时在线测试显示长于300亿次的切换寿命，而机械式光开关与之形成对比的是1000万~1亿次的寿命），无与伦比的切换重复性（磁光开关的+/-0.01dB的切换间损耗重复性是其它技术不可比的）。更巧妙的是，由于Primanex独特的法拉第旋光组件的设计，Primanex的磁光开关是状态保持型（Latching-Type）的，即仅在需要切换时才需要一个极短的外电压脉冲激励；在完成切换之后，可保持开关状态而无需外电维持；且所需的电压很小，5V即可。因而，Primanex的磁光开关可以获得极低的功耗。


图一：脱胎于Primanex美国实验室的磁光开关

由于以上所描述的独特的竞争优势，Primanex的磁光开关甫一问世就受到了贝尔实验室、Princeton Lightwave、JDSU、波音以及洛克希德马丁等重要客户的密切关注。在2002年底，Primanex应行业大势所趋，将美国硅谷的生产及研发向中国转移，与中国最大的黄金集团之一-山东招远的招金集团合资成立招远招金光电子科技有限公司，落户招远，开始了在中国的二次创业创新之旅；磁光开关，这朵诞生于美国实验室的奇葩，也开始在中国落地生根的旅程。
2003年12月，时任JDSU最年轻Design Authority的Andrew Zhao离开JDSU渥太华校园，加盟Primanex，受命创办Primanex青岛研发中心，即青岛招金光电子科技有限公司。赵博士和他的JDSU战友们习惯上称JDSU渥太华园区为校园，的确那更像是一所大学；那是一个现在想来都令人激动、憧憬和怀念的时代，有着太多的技术牛人，有着太多的思想火花与碰撞，没有什么是不可能的。年轻的赵博士在回国之初面临着来自中科院的年迈的导师的邀约，却最终选择了留在Industry：因为还有太多的产品在赵博士的心中，为什么这些不可以在中国由中国人自己来实现呢？或许真是一种缘分，年轻的赵博士注定要承担起传承刘教授的“学院派”基因，在“红瓦绿树、碧海蓝天”的青岛继续Primanex创新传统的重任；而围在赵博士身边的，是更年轻的刚从校园走出的研究生和本科生们。
也就是在赵博士刚回国的2003年12月，Primanex申请了在国内的第一项发明专利，是关于大范围内的波长可调滤波器的（ZL200310114550.8），这也是国内该领域最早的发明专利之一。同样是在2003年，Primanex研发团队开发应用于光纤水听器的法拉第旋光反射镜产品（FRM），以解决光纤型迈克尔逊干涉仪中光纤中随机偏振态的扰动对干涉信号可见度的干扰，Primanex成为国内首家研发并批量生产FRM的厂家；Primanex研发团队开发热稳定波长标准具，以完全无源的方式实现了波长在宽温范围内的“零”飘移，从而迄今仍成功地应用于国内绝大部分光纤传感设备中。
Primanex围绕磁光开关的创新从来也就没有停止过：在2004~2005年度，Primanex针对光纤传感领域推出真正的“可逆型”磁光开关，即在不改变光开关的切换状态下，可以让通过磁光开关的光原路返回，这对光学定律中法拉第效应的不可逆性是个突破；在2006年2月，Primanex申请微型磁光开关的发明专利（ZL200610003450.1和ZL200910163139.7）。
或许是传统矿山企业与高科技公司的理念不可调和，也或许是传统国企强势领导与海归博士之间的思维模式的巨大差异，2007年的3月对Primanex是一个地震的月份，先是第一任总经理Alan Lee博士的离开，紧接着是赵博士的辞职和一群有追求的年轻人的出走。“不自由，毋宁走”，这是否也是一种精神？一种与创新伴生而来的精神。一个公司的不幸，在价值传递链的另一端，往往就是另一公司之幸事。赵博士和追随其而去的一群年轻人的加盟高意科技，帮助高意实现高端光器件的国产化。由于随后美国II-VI公司全资收购高意科技加上适时而来的招金集团的召唤，这支年轻的团队在2010年3月再次踏上了北返的征程，所有的人心中都有一个“复兴招金光电子-Primanex的梦”。Zhao博士开始担任招远招金光电子科技有限公司和青岛招金光电子科技有限公司的总经理，期望着依靠招金集团的强大的财力支持，开启更大的创新之旅，在整个光电子行业浓重地打下我们中国人的印记。
围绕磁光开关的创新又可以继续了。全胶工艺被引入到磁光开关平台，以解决Primanex早期磁光开关以Soldering技术封装产品所带来的温度稳定性不好、产品制作周期偏长等缺点；新型的磁光开关终于在2011年顺利通过了Primanex历史上第六次Telcordia GR1209/1221可靠性测试。

 
图二：Primanex新型的基于全胶工艺的磁光开关

然而，创新之路不会总一帆风顺。招金光电子的以技术研发为主导的经营管理团队的经验欠缺与事实上并未丝毫改变的招金集团管理文化理念的冲突导致招金光电子管理层与招金集团在2012年3月达成一致，在原青岛招金光电子科技有限公司基础之上重组成立浦芮斯光电科技有限公司：浦芮斯光电继续保留Primanex旗号，也因此须继续Primanex的创新传统，并开启Primanex在中国的三次创新之旅；而原控股股东招金集团变为小股东。对于浦芮斯团队而言，这既是一份感情，更多还是一份责任。“浦芮斯”取自Primanex的中文音译，而“浦”意为“水边之地”，“芮”为“小草兴旺生长之状”，“斯”即“这方”，合起则为“在水一方、兴旺生长”。这寄托了所有浦芮斯人的美好希冀。

Primanex围绕磁光开关的创新还在继续，曾经有过在中国第一艘载人宇宙飞船“神舟”号上应用的辉煌，此次的创新更多是在磁光开关的应用领域的创新。浦芮斯团队很自豪于与“嫦娥”团队合作的经历，也倾注了巨大的精力于新能源如风力发电领域以及光控相控阵雷达领域等。随着成熟的光纤通信技术向其他产业的越来越多的渗透，越来越多的传统领域对光电子器件也提出了日新月异的要求，更多的商业机会也应运而生。磁光开关与其它竞争技术相比较而言的巨大优势，使其在但凡要求超长工作寿命（即一年365天，1天24小时连续不间断切换工作）、超快响应、超级可准确重复等领域可以发挥得天独厚的贡献。

浦芮斯团队的创新远不止于磁光开关：光器件中的最基本组件如光纤准直器者也同样可以体现浦芮斯团队的创新精神。完全不同于传统的反射法靠优化插入损耗制备准直器的方法，浦芮斯在整个行业内第一家采用光斑法制备准直器：即无需监控优化插入损耗，仅须测量光纤经透镜准直后的光斑大小及发散情况即可制备准直器。如此，一方面大幅提高了调试效率，降低了对产线操作员工的技能要求，另一方面规避了传统的反射法中插入损耗对光纤与透镜之间距不敏感的缺陷，从而可以获得更优的光学性能，这点在制备超长工作距离准直器时尤其明显。进一步，浦芮斯团队正致力于光斑法制备准直器的自动化工作，相信在不久的将来可以看到考自动装夹、自动优化、自动点胶固化等技术制备出来的浦芮斯高性能准直器。
 
图三：浦芮斯准直器在典型“8+1”CCWDM中的应用

浦芮斯团队将以上光斑法制备准直器的优势进一步延伸，可以为客户提供定制设计优化服务，这也是一种价值的创新。以上图三为例，浦芮斯团队特别为紧凑型CWDM模块定制设计、生产迷你型单纤准直器，以求获得最小的插入损耗，和在各波长通道之间获得尽可能均匀的损耗性能，以及使用尽可能少的准直器种类以简化客户端的供应链管理和库存管理。如上图中的典型的“8+1”模块中共10个准直器仅需要3款设计即可满足要求。浦芮斯光电可以给客户提供更多的灵活性选择，比如不同的几何尺寸、不同的光纤类型以及不同的Filter类型等。

毫无疑问，我们目前所处时代的是一个高度发达、充满了未知与不确定性的移动互联网时代。在这样一个时代，浦芮斯团队这些人，始终在固守着一些传统的东西，如“创新”，如“自由”，并坚信“只要将产品做到极致，则一切将纷至沓来”。我们信奉“不自由，毋宁死”，“不创新，毋宁死”。我们坚信，如果世俗所谓的商业“成功”必得依赖于低端拷贝，那这样的“成功”我们不要也罢；如果一个商业社会中充斥着抄袭和复制，并由此而形成一种以抄袭、复制为荣的文化，那这样的社会和文化是没有出息的。

从Primanex到浦芮斯光电，我们的团队创新依然在继续。