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姜德生：《加速光纤传感产业发展》
2026-05-10 15:46:27
作者：姜德生（中国工程院院士，武汉理工大学首席教授）
过去十年我们解决了光纤传感网络中传感器端的问题，未来十年我们要解决解调器端的问题。光纤传感网络在各个行业的示范应用显现出了巨大的市场应用前景。然而现有光纤传感网络的信号解调仪表，由很多分立的高端光、电芯片和器件组合而成。随着传感网络覆盖面积的增加，解调器需要的空间变大，我们在光纤传感网络全时全域智慧高速示范项目中，需要专门修建一个机房放解调器。此外成本限制了大规模应用，比如我们现在光纤传感网络桥梁健康监测系统已经得到行业的高度重视和好评，但是按照现有解调器价格水平和现有桥梁规模计算，即使每座桥只使用一台解调器，总耗资也将超过1000亿元。因此迫切需要通过光纤传感的芯片化研究实现光纤传感解调仪表的高集成和低成本。
解调器里面的高端光、电芯片和器件的关键技术仍存在诸多卡脖子问题，高端的光、电芯片及器件依赖进口，国产化率低，受到国外供应商的垄断。在越来越复杂的国际关系下，实现下一代解调仪表的研发突破形势严峻。同时，对于航空航天、深海深地等特殊应用场景的传感，虽然市场规模不大，却是国家重大战略部署领域，不仅要求传感系统的小型化、低重量、高可靠，而且对软硬件的国产化、安全性提出了较高的要求，传统采用分立器件的系统集成方法已难以满足需求。
目前国内外都缺乏适用于大规模光纤传感网络的光、电芯片和器件的完整体系、整体统筹。因此，研制面向光纤传感的光、电芯片和器件，改变分立芯片和器件构建光纤传感解调仪表的传统模式，是众多行业领域智能化升级的迫切需求，也是极有可能另辟赛道实现跨越式发展的有效途径。在智能化物联网高速发展的当下，建议加快部署新一代智能传感网络中卡脖子关键技术研发及上下游产业链建设，形成具有我国自主知识产权的成套生产技术与装备，形成以光纤通信、光纤传感、光器件产业为主导，物联网、大数据、人工智能竞相发展的格局。
作者介绍：
姜德生：中国工程院院士，武汉理工大学首席教授、博士生导师。兼任中国光学工程学会光纤传感技术委员会和产业联盟主席，中国材料研究会理事，国际光学工程学会和美国光学学会会员。曾担任武汉工业大学激光所所长、光纤传感技术研究中心主任。姜德生院士一直从事光纤传感新技术的研究。先后主持完成了国家和省部科技项目20余项；出版的《智能材料器件结构与应用》专著1部，发表论文183篇，获国家发明专利4项。研究成果获国家科技进步二等奖2项、国家技术发明二等奖1项、国家科技进步三等奖1项，省部一等奖3项、二等奖3项。荣获何梁何利科学与技术成就奖、全国先进工作者、国家技术发明奖二等奖、全国优秀教师、全国最美教师等荣誉。
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