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日本通信级塑料光纤产业成功经验之发展历程
日本是世界上最大的塑料光纤生产者,拥有塑料光纤产业相关的核心技术,在世界塑料光纤市场占据绝对优势。
自上世纪70年代至今,日本塑料光纤产业的发展经历了基础研究及产品化、标准化、产业化进程。在产业最初起步和应用发展过程中,科研机构、企业和政府从不同层面和角度发挥了积极的作用。尤其是日本政府方面,除了积极倡导科技创新,在塑料光纤产业发展过程中,积极营造产业发展的环境,在技术研发、产品化、标准化等方面对塑料光纤产业给予鼎力支持。
日本塑料光纤产业的发展历程
首先,塑料光纤产业的基础研究与产品化。在企业方面,上世纪70年代中期,日本NTT公司进行了以通用树脂为芯层的低损失化基础研究。1976年三菱丽阳公司成功开发丙烯(PMMA)POF,并在两年之后开始销售。1985年,东丽公司、旭化成公司进入POF事业,1988年旭硝子公司着手开发Lucina透明素材氟树脂Cytop。
在基础研究与产品化进程中,庆应大学的小池康博成为日本塑料光纤产业的核心人物。1982年庆应大学小池康博等人在学会宣称GI(GradedIndex)-POF是有希望的,1989~1990年,小池作为客座研究员在贝尔实验室进行POF研究。1993年,小池等人发明在GI-POF(PMMA)里添加有机色素的GI聚合物光纤增幅器(amplifier),同时开始与旭硝子公司共同研究Cytop,1994年,时任副教授的小池宣称研制成功GI型POF,由于这一产品具有低损失、高频带的特性,在世界上首次确证可应用于高速通讯。这一年,小池任会长的日本POFconsor-tium正式成立。
在企业的应用研究中,1994年NEC公司2.5Gb/s100m的POF传送成功,1995年NEC公司使用POF开发出FastEthernetLAN系统。1995年三菱丽阳公司确立高性能POF批量生产技术、GI型EskaGIGA(1Gbps/50m)出厂,POF首次实现超过100Mbps/50m的带宽。1997年三菱丽阳公司开始销售IEEE1394用的POF。日本科研机构的研究也获得了突破,富士通研究所1996年实验成功POF的大容量光链路。1995~98年小池负责实施了神奈川科学公园KSP光超传送项目。
其次,塑料光纤的标准化。1995年三菱丽阳和索尼公司提倡依据POF的IEEE1394规格的扩展(长距离化),1997年NEC等三公司加入正式提案,2002年认可IEEE1394扩展规格P1394b。1995年根据NEC、三菱丽阳、索尼等在ATM论坛上号召开展POF用于ATMLAN的标准化活动,1997年将其标准化。1998年开始NEDO塑料光纤试验方法的标准化事业(目的为POF的试验评价方法的国际标准化),1998年作为通产省事业EIAJ依据POF的信息家电机器间高速接口国际标准化委员会成立(目的为广域带宽POF基于IEEE1394的S400(400Mb/s)级的高速接口国际标准化)。2007年,财团法人日本光产业技术振兴协会发布POF楼宇布线系统技术标准,2009年修改后发布第二版。
第三,塑料光纤的产业化。三菱丽阳、东丽、旭化成、旭硝子等企业率先实现量产,日本成为世界上最先实现塑料光纤产业化的国家。1999年,EIAJ实施用PMMAPOF进行信息家电机器间的高速连接的确认项目IEEE1394/S400100m传送成功,同年NEC公司发售POF用的IEEE1394网络适配器,实现最大50m的传送。旭硝子公司2000年发售小池教授发明的氟POF产品Lucina。2000~2003年EC的AGETHA项目开发面向汽车用POF-LAN的发光及受光单元。
在科研机构方面,一方面,高校等科研机构在研发方面发挥了关键作用,同时,政府对相关研究给予了大力支持。1998年起小池负责通讯广播机关塑料光纤的研究开发项目。1999年起通产省推动由小池负责的住宅领域信息系统基础设施融合推进事业,接受委托单位为电子信息技术产业协会(JEITA),进行依据IEEE1394的400Mb/s传送实验。2000~2005年,小池承担战略性创造推进事业(ERATO)光电聚合物(PhotonicsPolymers)项目。2002年,社团法人Tele-Work协会接受经济产业省委托,在庆应大学三田校园和自由丘等社区使用小池教授发明旭硝子公司生产的GI-POF产品Lucina,实施千兆比特网络的确认实验。2009年,以小池为核心从事的“构建世界最快速度传输的塑料光纤与高精细、大画面显示屏,创造‘Face-To-FaceCommunica-tion’产业”这一项目,成为日本内阁府“尖端研究开发支持项目”之一。