作为上海市属、国家“211工程”重点建设的综合性大学、国家“双一流”建设高校，上海大学拥有一大批科技创新平台，构建了学校科学研究的“四梁八柱”，助力上大人不断创新突破。其中，上海大学特种光纤与光接入网重点实验室（以下简称“特种光纤实验室”）为中国第一根通信单模光纤的诞生地，如今，特种光纤实验室逐步突破了宽带有源特种光纤、传感增敏特种光纤、高精度光纤测试与分析仪器等一批“卡脖子”技术，拥有了自主知识产权，达到了国际领先技术水平。

归国院士创建

特种光纤实验室创始人、上海大学名誉校长黄宏嘉院士于1949年回国工作，他长期从事微波与光纤传输研究，创立了“超模式”概念，取得理论上的突破，使微波与光纤研究的模式耦合理论建立在理想模式、本地模式和超模式的完整理论体系上，其独创的光纤传输“超模式”理论被国际同行称为“黄氏模式”。他是我国单模光纤技术的开拓者，最早研制出了中国的单模光纤，为我国微波技术及光纤技术的应用与发展作出了重要贡献，被誉为“光纤之父”。

黄宏嘉是新中国成立后最早归国的科学家之一，当时，黄宏嘉正就读于美国密歇根大学，学习电机工程专业。在即将攻读博士时，他听闻新中国即将成立的消息后，毅然放弃了在美的学位和优厚的待遇，决定早日归国报效。

离美前，黄宏嘉曾给美国的朋友沃汉夫妇写了一封信，阐述了自己急于归国的原因。“我急于回国的唯一原因，我想，不是我爱美国少一点，而是我爱中国多一点。我爱中国的整个，不仅爱她的美德，而且甚至也爱她的贫困和不幸,……”

回国后，他便积极投身于工作中。1964年，黄宏嘉结合自己多年所学与实践总结，整理编写了我国第一部微波电子学专著——《微波原理》，这本专著曾被国际微波理论研究界评价为一本“为中国人争气的书”。

但黄宏嘉却说：“我不认为它是很有分量的一个科学贡献，我自己独创的东西不多；而且当时因为贪大求全，我篇幅也写的比较大，有两卷。不过我当时只有三十几岁，我能写出当时那个，还是用了很大的苦功。”

之后，黄宏嘉又发表了一系列光纤研究成果，为我国的光纤通信事业打下了理论基础。但黄宏嘉并不仅局限在理论层面，在应用与实践方面他也铆足了劲儿，突破了一个又一个艰深的课题。

缔造国内外多个“第一”

在黄宏嘉院士的带领下，实验室在上世纪80年代完成了国内第一根单模光纤的研制；于1997年在国际上首次提出并研制宽带光纤波片，被誉为“黄氏波片”。

实验室深耕光纤技术研发40余年，传承黄宏嘉院士扎实理论，潜心钻研，围绕“一纤两网”，发展新型特种光纤理论与关键技术，驱动空天地海信息网络、智能传感网络技术的变革性发展，形成一批具有国际影响力的科研成果——

2008年完成国内首个10G EPON样机，获上海市科技进步一等奖。

2016年正式发表国内第一本特种光纤专著《特种光纤与光纤通信》。

2019年与华为联合共建了国际上第一个特种光纤实验室。

2020年完成了业界第一根低噪声系数宽谱掺铒放大光纤的研制。

……

特种光纤实验室初期在单模光纤、保偏光纤、黄氏波片方面的研究填补了国内该领域研究的空白，并独创了具有国际领先水平的核心器件技术。

突破特种光纤技术壁垒，打造航天光纤

如今，特种光纤实验室逐步突破了宽带有源特种光纤、传感增敏特种光纤、高精度光纤测试与分析仪器等一批“卡脖子”技术，拥有了自主知识产权，达到了国际领先技术水平。

1998年，美国国家标准技术研究所（NIST）将黄氏波片列为标准，在黄宏嘉院士的带领下，实验室是我国最早开展特种光纤研究的单位。

进入二十一世纪，国家“十二五”及“十三五”规划相继将光纤技术研究列入重点支持领域，有力推动了我国特种光纤技术的蓬勃发展。

近年来，特种光纤的研究热点主要聚焦在宽带通信光纤、以及高灵敏、高效、可靠的传感光纤两个方向。此外还有高功率激光光纤、空间模式转换光纤等一些新技术。围绕通信与传感两大应用领域，采用特种光纤可以研制出超宽带的全光信号放大器，以及研制可用于高温、高压、强磁等极端环境、抗干扰的光纤传感器。这些新型的光子器件，在5G/6G通信、未来网络建设以及电力系统安全监测、石油化工传感、海洋感知等国家关切的重大科技领域将发挥核心作用。

在王廷云看来，特种光纤实验室的发展历程中，挑战与机遇并存。

特别是面对纳米掺杂特种光纤的研制，需要从材料分子结构设计、材料合成、光纤微结构设计、光纤拉丝等各个环节完成全链条的技术论证和工艺革新，可谓是挑战重重。

特种光纤实验室始终坚定贯彻系统性的纳米掺杂特种光纤技术路线，潜心探索，最终形成了有源稀土离子、半导体量子点等多物质掺杂特种光纤研制方案，在国际上做到了独树一帜。

以传感增敏特种光纤为例，特种光纤实验室与国网上海市电力公司等电力行业开展了长期合作，实现了从“传感机理”到“特种光纤研制”、“关键传感器件”再到“光电探测系统”及“工程化应用技术”的研究体系，形成了整套的高压电缆局放在线监测系统方案，并获多项国家授权发明专利，经中科院上海科技查新咨询中心鉴定，确认“该项目综合技术水平达到了国际先进水平”。

针对天宫空间站中样本数据采集压缩存储需求，特种光纤实验室与中科院上海技术物理研究所开展合作，研发数据采集处理设备。

王廷云介绍，空间站长期在轨运行，对设备的重量和功耗有着较高的要求，需要将尽可能多的功能集成到单个设备中。

此外，处于电磁辐射恶劣的空间环境，大规模集成电路常常会受空间高能粒子影响，需要特殊的防护设计。

“我们采用基于ARM的反熔丝FPGA芯片以及多模态冗余的设计理念，克服了在轨单粒子翻转以及传统FPGA逻辑控制复杂的难点，实现了在轨的图像压缩、存储以及控制一体化设计，经过两年多的在轨运行，系统稳定可靠。”

近年来，实验室联合华为、中兴、中航光电、国家电网等行业单位开展产学研合作，致力于特种光纤、光纤传感、光波导板互连技术的开发与应用，将广泛应用于局部放电、超算、大数据中心、人工智能、硅基互连芯片等领域。