飞瓴光电荣获2024年度中国光谷3551创业大赛全球总决赛二等奖丨面向国家战略需求,推动特种光纤应用场景升级
2025年1月14日举行的中国光谷人才发展大会上,飞瓴光电凭借《特种掺杂石英关键技术研发及产业化》荣获了2024年度中国光谷3551国际创业大赛全球总决赛二等奖。这一荣誉的背后,是飞瓴光电创始人童维军教授及其团队不懈的努力和追求。本次大赛特等奖是由华中科技大学陈红教授《来源于临床科学家的干细胞治疗脊髓疾病的解决方案》荣获,一等奖分别由武汉大学沈吟教授《创新性恢复盲人视觉功能的光遗传学基因疗法》和北京闪动体育《基于闪动业务研发的AI运动全栈解决方案》荣获;飞瓴光电是本年度唯一代表光电子信息领域获奖企业项目。
发展新质生产力,创新是第一动力
国家重大工程迫切需要极端环境耐受型光学材料和特种光纤,然而,传统光纤通信窗口材料和掺Ge通信光纤在辐照、深紫外、强激光、2μm波段传输、强电磁、高温极寒等极端工业应用场景中存在金属杂质热损毁、非线性效应光致损毁、多光子/雪崩电离导致的波导结构破坏等问题。基于通信光纤波导设计和线缆功能梯度材料设计,特种光纤的研发重点在于解决行业共性问题,其中合成石英非金属元素掺杂特种光纤技术成为关键,尤其是OH、F、Cl、P、B等非金属元素含量的精准控制。而特种光纤行业的上游材料核心技术一直是我国产业发展的短板,价格昂贵,且技术受制于人。因此,童维军教授和团队决心带领团队攻克这一技术难题,为特种光纤全产业链国产化提供可靠的原材料保障。在创业之初公司快速组建了职能角色互补的技术与管理团队,完成了两年多职业经理人的培训及岗位胜任力的评估。公司现有110人,研发人员超35%,硕博比例占30%,核心技术和管理团队均有硕博学历或海外教育工作经历。经省科技厅牵引公司与武汉工程大学等高校紧密合作,共同组建科研团队。并在2024年5月举行的中国光谷3551国际创业大赛高校成果转化场斩获第一名佳绩。
凭借自主研发实力,童维军教授用一年半的时间就完成了从常压微波等离子体概念机理认知到各类气体蒸汽等离子体火炬稳定调教,再到工艺平台制备代表性产品完成客户端验证的三步走,成功实现了两项关键装备的国产化:一是适用于石英材料热加工的常压微波等离子体热处理平台;二是常压微波等离子体外沉积装备平台,该平台集成了微波等离子体激发、机械及控制系统。依托这两大自主研发的装备平台,进一步掌握了两大核心技术:一是常压微波等离子体石英热加工技术。该技术摒弃了危险气体氢的使用,无需建设供氢设施,且预制棒中的羟基含量极低,无需脱氢处理,同时减少了氯气的使用,具有环境友好性和高能量转化效率,相较于传统电感线圈加热方式,微波能量转化效率超过90%;二是非金属元素掺杂技术。该技术能够直接制备出玻璃态的光纤预制棒,省去了脱羟处理和烧结玻璃化的步骤,掺杂元素浓度显著提高,掺杂浓度和大棒几何尺寸等技术指标已达到国外先进产品的性能水平。
高屋建瓴 久久为功
飞瓴光电解决“卡脖子”技术:预制棒制备技术主要包括MCVD、OVD、VAD水解法气相沉积技术、负压等离子体PCVD管内沉积技术、德国垄断的常压射频等离子体外部沉积技术、原俄罗斯科学院光纤研究中心在实验室尝试过的千瓦级常压微波等离子体外部沉积技术。针对非金属元素掺杂合成石英制备技术,OVD、VAD管外水解技术及MCVD技术受热平衡条件限制,非金属元素掺杂浓度低,且均需二次烧结或熔缩形成预制棒,低粘度非金属掺杂元素极易二次扩散和挥发。PCVD技术虽可精确控制掺杂深度和径向折射率分布,能制作复杂折射率剖面光纤,但基于超低负压管内离子体化学反应和1000℃高温保温的昂贵设备,难以制备大芯径预制棒,高温二次熔缩也极易导致低粘度非金属元素的扩散和挥发。因此,合成石英高掺杂技术的突破对于特种光纤原材料的进口替代和产品开发至关重要。公司的技术优势:常压微波等离子体外部气相沉积技术从化学动力学原理上突破水解法难以克服Si-F键的化学势垒,热动力学原理上解决PCVD等离子体密度低,难以实现低成本大尺寸、气相流态场管内法难自由调控等问题,一步法制备预制棒有效抑制传统二步法所需高温烧结或熔缩导致的非金属元素二次挥发与扩散。所选用微波频段和方型波导传输更适合化学反应和电磁场的有效约束,相对开放系统的射频等离子体技术,微波等离子体可有效提高同等尺寸火炬的电离密度并极大降低能耗,多路微波耦合技术突破了原俄罗斯千瓦级微波输入总量,具备规模化生产能力。
飞瓴光电聚焦常压微波等离子体制备深掺非金属元素合成石英的关键技术,采用独创波导耦合技术路线,研究等离子体流态场和温度场、电磁场等科学问题。该技术解决了等离子体在常压状态的电离态稳定和化学反应动力学平衡可控的机理问题,平衡了等离子体加热功能和化学反应功能对频段的相互牵制,构建了常压微波等离子体技术体系。突破了水解法化学反应的技术瓶颈,打造了常压等离子体外沉积和内沉积元素掺杂石英玻璃的制备工艺平台,成功实现了常压等离子体非金属元素掺杂技术。这一技术突破填补了装备技术、制备技术和关键原材料方面的空白。
同时公司总经理助理张津博士也是3551光谷人才计划优秀青年人才,经过3年的发展,公司也于2024年年底完成政府基金和产业基金的PreA+的尽调,预期投后估值3亿元。在政府基金和产业资本的助推下飞瓴光电将实现更快的发展,实现特种光纤更多场景升级应用。未来,将通过功能梯度材料设计、波导设计和掺杂设计,制备高性能非金属元素掺杂合成石英原材料,推动特种光纤在强辐照、强激光、强磁场、高温极寒等恶劣环境中的升级应用,为国家重大工程提供重要支撑。