高超

特種光纖因其特殊的產(chǎn)品性能，應(yīng)用比較廣泛，不過(guò)在中國(guó)，特種光纖產(chǎn)業(yè)的發(fā)展仍有較大的空間，需要繼續(xù)努力。

特種光纖是在特定波長(zhǎng)上使用，為實(shí)現(xiàn)某特種功能而設(shè)計(jì)制造的光纖，廣泛應(yīng)用于通信、醫(yī)療、航空航天等領(lǐng)域。

不過(guò)，與普通光纖相比，特種光纖的制備工藝更加復(fù)雜，技術(shù)要求也更高，因此國(guó)內(nèi)從事相關(guān)產(chǎn)品研發(fā)和生產(chǎn)的企業(yè)并不多，甚至有相當(dāng)一部分特種光纖預(yù)制棒還要依賴于進(jìn)口。顯然，中國(guó)特種光纖產(chǎn)業(yè)還有待進(jìn)一步發(fā)展。

特種光纖“特”在哪？

特種光纖種類繁多，中國(guó)電子元件行業(yè)協(xié)會(huì)按應(yīng)用將特種光纖分為有源及無(wú)源器件、激光器及光纖傳感三大領(lǐng)域。

有源及無(wú)源器件用特種光纖有摻鉺光纖（EDF）、保偏光纖（PMF）、耦合光纖及穩(wěn)相光纖光纜等。其中，EDF是一種在纖芯中摻雜了稀土元素鉺的光纖，是摻鉺光纖放大器（EDFA）的核心。PMF能夠?qū)崿F(xiàn)偏振光的穩(wěn)定傳輸，主要用于光纖陀螺、光線傳感和光纖通信等領(lǐng)域。耦合光纖為980nm和1550nm波長(zhǎng)光的傳輸而設(shè)計(jì)，用于光纖耦合器、EDFA和泵浦激光中與鉺纖的熔接。穩(wěn)相光纖光纜的特點(diǎn)在于，光在其中傳播時(shí)間受外界溫度變化影響很小，甚至沒(méi)有影響，廣泛應(yīng)用于雷達(dá)等對(duì)溫度漂移系數(shù)有較高要求的產(chǎn)品。

激光器中常用的特種光纖有摻鐿光纖（YDF）、無(wú)源匹配光纖（GDF）和大芯徑傳能光纖。其中，YDF為一種在纖芯中摻雜稀土元素鐿的光纖，主要應(yīng)用于摻鐿光纖放大器和激光器。GDF是用于全光纖一體化設(shè)計(jì)的光纖激光器和放大器的理想光纖，用以匹配相應(yīng)的摻鐿光纖。大芯徑傳能光纖可加工成傳能跳線，用于高功率激光的柔性傳輸。

光傳感器用特種光纖主要有抗輻射光纖、耐高溫光纖、旋轉(zhuǎn)光纖、抗彎曲光纖（BI光纖）和特殊多模光纖。其中，抗輻射光纖通過(guò)摻雜、波導(dǎo)等設(shè)計(jì)，可以使光纖在輻射條件下，減少輻照缺陷，從而降低敷設(shè)所引起的衰減，使光纖在輻射條件下可以正常使用。耐高溫光纖可以在85℃以上的環(huán)境下工作，而普通光纖的耐受溫度一般為-65℃～85℃。旋轉(zhuǎn)光纖又稱扭轉(zhuǎn)光纖、保圓光纖，分為旋轉(zhuǎn)低雙折射光纖和旋轉(zhuǎn)高雙折射光纖，后者抗彎曲、應(yīng)力等外界干擾能力強(qiáng)，用于光纖電流互感用傳感環(huán)的制造。BI光纖，又稱彎曲不敏感光纖，應(yīng)用于水聽(tīng)器、光纖制導(dǎo)等。

中國(guó)廠商仍需努力

特種光纖因其特殊性，應(yīng)用廣泛，是多種重點(diǎn)下游產(chǎn)品的核心元件，目前國(guó)內(nèi)已有多家廠商布局相關(guān)產(chǎn)品，市場(chǎng)需求增長(zhǎng)較快，但也不可否認(rèn)其市場(chǎng)需求與普通光纖相比，依然存在著較大差距。

據(jù)中國(guó)電子元件行業(yè)協(xié)會(huì)信息中心推算，2016年中國(guó)幾大類特種光纖市場(chǎng)規(guī)?？傤~不到4億元，到2022年，其國(guó)內(nèi)市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到8億元左右。

作為對(duì)比，據(jù)英國(guó)咨詢機(jī)構(gòu)CRU統(tǒng)計(jì)，2016年全球光纖需求量達(dá)4.25億芯公里，其中中國(guó)市場(chǎng)需求占比達(dá)57%。當(dāng)年光纖價(jià)格在100元/芯公里左右，因此推算普通光纖市場(chǎng)規(guī)模約242億元。盡管2018年，中國(guó)市場(chǎng)光纖需求量有所下滑，且單價(jià)也跌至60元/芯公里左右，但是其總規(guī)模也在百億元級(jí)別。

顯然，在市場(chǎng)需求中，特種光纖所占比重不到2%，不過(guò)其所應(yīng)用的范圍更寬廣，甚至還涉及很多高精尖科學(xué)領(lǐng)域，因此提升國(guó)產(chǎn)光纖的研發(fā)實(shí)力有助于提升中國(guó)在高精尖領(lǐng)域的國(guó)際地位。

可喜的是，國(guó)產(chǎn)特種光纖產(chǎn)業(yè)近年來(lái)發(fā)展較快，目前已經(jīng)有長(zhǎng)飛光纖、烽火通信、亨通光電、武漢睿芯等多家廠商布局特種光纖產(chǎn)業(yè)，基本覆蓋了上述三大領(lǐng)域。不過(guò)需要指出的是，中國(guó)特種光纖產(chǎn)業(yè)整體實(shí)力，與國(guó)際特種光纖巨頭相比，仍有較大的發(fā)展空間。

據(jù)業(yè)內(nèi)人士介紹，上述幾大類特種光纖產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)的整體發(fā)展水平既有共性，又有個(gè)性。共性在于，幾大類光纖國(guó)內(nèi)廠商基本都有產(chǎn)品覆蓋，甚至部分品類產(chǎn)品的國(guó)產(chǎn)化實(shí)現(xiàn)了從無(wú)到有。

不過(guò)，幾大類國(guó)產(chǎn)特種光纖產(chǎn)品的發(fā)展水平仍不夠均衡。比如摻稀土元素類特種光纖，國(guó)產(chǎn)光纖僅有摻鐿、鉺、銩等幾種元素的光纖產(chǎn)品，但國(guó)外廠商除了上述產(chǎn)品之外，還發(fā)布了摻釹、鈥等稀土元素，以及兩種及以上稀土元素共摻的光纖產(chǎn)品。在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上，EDF的大部分市場(chǎng)份額仍被外國(guó)廠商占據(jù)，國(guó)產(chǎn)中低功率YDF已開(kāi)始量產(chǎn)，正在高功率產(chǎn)品方面奮起直追。

陀螺用PMF因國(guó)際禁運(yùn)，市場(chǎng)被國(guó)內(nèi)廠商占據(jù)，器件用PMF已實(shí)現(xiàn)小部分國(guó)產(chǎn)化，但大部分市場(chǎng)由國(guó)外廠商占據(jù)，耦合光纖目前已能全面實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。

抗輻射、耐高溫、旋轉(zhuǎn)、BI光纖等，國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品已占據(jù)了一定的市場(chǎng)份額，不過(guò)在一些特殊領(lǐng)域，比如超高溫領(lǐng)域，國(guó)外廠商仍居于主導(dǎo)地位。

未來(lái)發(fā)展方向

國(guó)產(chǎn)特種光纖當(dāng)前發(fā)展水平不一，中國(guó)電子元件行業(yè)協(xié)會(huì)在2018年發(fā)布的《中國(guó)光電子器件產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展路線圖（2018-2022年）》中指出了五點(diǎn)原因。

一、市場(chǎng)容量小，企業(yè)缺乏產(chǎn)品開(kāi)發(fā)動(dòng)力;二、研發(fā)時(shí)間較晚，整體技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化落后;三、標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展滯后;四、關(guān)鍵設(shè)備和原材料尚不能自給;五、國(guó)外企業(yè)對(duì)特種光纖設(shè)置了較高的技術(shù)壁壘和專利壁壘。

為此，《中國(guó)光電子器件產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展路線圖（2018-2022年）》為特種光纖產(chǎn)業(yè)的發(fā)展指明了發(fā)展目標(biāo)。

一、到2022年實(shí)現(xiàn)EDFA用EDF國(guó)產(chǎn)化，完全替代進(jìn)口，中低功力光纖激光器用雙包層大模場(chǎng)YDF國(guó)產(chǎn)化率達(dá)到50%以上，研制成功激光清洗行業(yè)用平均千瓦級(jí)、單脈沖能量達(dá)百mJ量級(jí)的超大模場(chǎng)YDF，填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白。二、到2022年，國(guó)產(chǎn)器件用PMF市場(chǎng)占有率超過(guò)50%，國(guó)產(chǎn)陀螺用PMF技術(shù)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。三、研制應(yīng)用于WDM、EDFA系統(tǒng)的耦合光纖，推出商用型低溫度敏感性穩(wěn)相光纖光纜。四、逐漸實(shí)現(xiàn)10/130及以上大尺寸無(wú)源匹配光纖、耐受功率1000W以上傳能光纖產(chǎn)品量產(chǎn)。五、適用于中高劑量輻照環(huán)境的抗輻射多模50/125光纖全面實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，到2022年實(shí)現(xiàn)篩選強(qiáng)度超過(guò)100kpsi以上、長(zhǎng)期耐受溫度達(dá)到300℃以上國(guó)產(chǎn)光纖量產(chǎn)。六、到2022年，適用于光纖電流互感器的旋轉(zhuǎn)高雙折射光纖產(chǎn)品國(guó)產(chǎn)化率達(dá)到60%以上。七、大力發(fā)展民用水聽(tīng)器用BI光纖的研發(fā)，到2022年，國(guó)產(chǎn)BI光纖在國(guó)產(chǎn)水聽(tīng)器市場(chǎng)份額占據(jù)80%以上。八、新增相關(guān)領(lǐng)域?qū)＠?00余項(xiàng)。

希望經(jīng)過(guò)產(chǎn)業(yè)鏈各方努力，國(guó)產(chǎn)特種光纖的產(chǎn)品性能能夠更上一層樓，占據(jù)更多的市場(chǎng)份額。