1966年7月，英國電機工程師學會(hui) 的學報登載人稱“光纖之父”的高錕博士一篇題為(wei) “光頻率的介質纖維表麵波導”的論文。文章提出光纖提出當玻璃纖維損耗率下降到20dB/Km時，玻璃纖維即可用於(yu) 通信。當時玻璃纖維每公裏的損耗在數千甚至上萬(wan) 分貝(dB)，如何將損耗將至20分貝以下成為(wei) 當時科學界最熱門的研究點。

從(cong) 材料入手

1971年，美國康寧公司成功研製出一根幾米長的光纖。雖然僅(jin) 僅(jin) 存世幾分鍾，但它的損耗低於(yu) 20分貝，已經敲開了光纖通信的大門。到1976年，光纖每公裏損耗已降至1分貝。時至今日，全球最低損耗的光纖是康寧推出的SMF-ULL係列光纖，其損耗低至0.17dB/Km。

“回憶這麽(me) 多年光纖的研究曆程，可以得出這樣一個(ge) 共通路徑：從(cong) 材料上下功夫。”國內(nei) 著名的集成光學和聚合物光子學領域頂級學者於(yu) 榮金如是總結。無論是提高原材料的純度(99.9999%的純度)，還是不斷改進摻雜(在光纖中摻入稀土材料)工藝，都屬於(yu) 從(cong) 材料上來改進石英光纖的損耗。但於(yu) 榮金指出：“這種方法下光纖損耗的理論極限值為(wei) 0.168dB/Km，現在已經達到極限，很難更進一步了。”

然而，石英光纖的經驗卻很難被塑料光纖借鑒。其實塑料光纖的誕生比石英光纖還要早兩(liang) 年，早在1966年，美國杜邦公司生產(chan) 了全球首根塑料光纖，損耗接近每公裏1000dB，隨後杜邦將專(zhuan) 利出售給日本公司，幾十年來人們(men) 也一直致力於(yu) 降低其損耗，但收獲不大，普通塑料光纖每公裏的損耗在150～200dB。當然，也可以通過如氘、氟等特殊材料降低塑料光纖的損耗，但其成本極高，1米超過1000元人民幣，是普通塑料光纖的上千倍。

因結構而變

 “如何降低塑料光纖的損耗，這是一個(ge) 很有研究價(jia) 值的課題。”於(yu) 榮金在1997年左右明確選擇了這一課題，“雖然這是一個(ge) 冷門，而且難度極高，但我就喜歡做這種難題。”這位頂級學者有著科學家慣有的“倔強怪癖”。

最初的幾年，在考證了大量的科學素材之後，於(yu) 榮金總結出一個(ge) 最根本的原因：所有的塑料光纖都是實心的，但要做到成本低、損耗低的塑料光纖，實心光纖肯定做不了。

於(yu) 是，於(yu) 榮金開辟了一條新的技術路線：采用空心蛛網結構的布拉格反射光纖。如果將該光纖的橫切麵放大足夠倍數，可以看到塑料光纖呈現清晰的蛛網結構。而蛛網結構的提出也源於(yu) 一次運動時的靈光一現：熱愛運動的於(yu) 榮金在校園樹林中看到蜘蛛網重重疊疊地懸掛於(yu) 晨光中，如同抓住重重思緒中的一絲(si) 光明。隨後，於(yu) 榮金對這種構想進行了無數次的論證。2006年，於(yu) 榮金攻克了塑料光纖損耗大的難題，其科研成果《降低塑料光纖損耗的一種新方法》早已被荷蘭(lan) 雜誌OPTICS COMMUNICATIONS采用。“通過該方法，塑料光纖的理論損耗值可以降低一萬(wan) 倍，現在普通塑料光纖的口號是百米百兆，我的目標是實現幾公裏甚至幾十公裏通信傳(chuan) 輸G比特信號。”於(yu) 榮金表示。

2012年，中國光纖之父趙梓森院士等5人組成專(zhuan) 家組對該產(chan) 品進行成果鑒定，其中三位專(zhuan) 家給出鑒定結果為(wei) 世界領先，兩(liang) 位專(zhuan) 家鑒定為(wei) 世界先進。而這兩(liang) 位專(zhuan) 家認為(wei) ，之所以不能評為(wei) “領先”隻是因為(wei) 該方法尚沒有形成產(chan) 業(ye) 化。“產(chan) 業(ye) 化現在已經可以實現了，我剛發表的一篇文章《新一代塑料光纖及其功能開發》中詳述了其產(chan) 業(ye) 化，而且目前金三角的生產(chan) 車間已經搭建完成，今年年底就可以量產(chan) 。”於(yu) 榮金表示，“這項成果不僅(jin) 僅(jin) 會(hui) 震動國內(nei) ，同樣會(hui) 震動世界。我們(men) 將為(wei) 此申請國家科技進步獎。”這位倔強的學者同樣有著科學家慣有的自信。

於(yu) 榮金強調：“這項技術不僅(jin) 僅(jin) 適用於(yu) 塑料光纖，石英光纖同樣可以采用這種蛛網空心結構。”目前石英光纖可傳(chuan) 輸的波頻段有限，但采用蛛網結構之後幾乎可以傳(chuan) 輸所有頻段的光波。這將極大地提升現有光通信係統的容量。滿足現在飛速增長的網絡流量需求。