湖北青年科技创新奖得主王健：聚焦多维光通信前沿技术研究，让网民享受更大更顺畅的信息分享

极目新闻记者 李碗容

实习生 张伊婷 刘秋妤

通讯员 姜胜来 丘剑山

光，是信息时代的使者。走进华中科技大学、武汉光电国家研究中心副主任王健教授的实验室，各种光纤、器件、芯片连接着多个高精尖光电科研仪器，在这里光“看得见、摸得着”，十多年来，他带领团队聚焦多维光通信应用基础研究，探索光波的空间新维度，进一步提升光通信的容量，为光通信的可持续扩容提供新的途径。

团队的相关科研成果国际领先，入选国家“十三五”科技创新成就展和美国光学学会重要进展，两次获教育部自然科学奖一等奖，本人入选国家高层次人才计划。此次获评首届湖北青年科技创新奖，王健表示，这又是一次激励，他将带队继续开展原始创新，促进湖北光通信产业发展。

王健

物理学知识引入，探索光子空间新维度

“我们生活在一个大数据和人工智能飞速发展的时代。从ChatGPT到短视频，从移动多媒体到每个人的智能终端，数据量的激增对光通信的容量提出了前所未有的挑战。”王健说。

光通信虽然发展迅速，但由于光子传统维度已开发殆尽，现有光通信技术面临容量极限瓶颈，寻找新方法实现光通信的可持续扩容十分重要。在这方面，王健带队将轨道角动量这个新物理概念引入到光通信中，开展交叉学科科研。

王健

“在博士后研究的后期，我接触到了轨道角动量，给了我新的角度去思考这个问题。”王健说。围绕轨道角动量光通信，王健等人进行了一系列原始创新，开发了一整套轨道角动量产生、复用、传输、处理、接收等技术，实验实现了Tbit/s自由空间轨道角动量复用光通信系统，这一科研成果为光通信可持续扩容提供了全新途径。王健也收到美国南加州大学的橄榄枝，“在出国之前，我就坚定了学成后一定要回国的想法。”王健说。

2011年，王健回到华中科技大学武汉光电国家研究中心继续科研。2012年，关于这一技术的论文在国际顶级期刊《自然光子学》发表，王健为论文的第一和共同通讯作者。该论文发表后迅速引起了国内外同行的广泛关注，同时王健也作为共同通讯作者，应国际顶级期刊《科学》编辑邀请，发表了研究展望文章。

王健

目前发表在《自然光子学》论文已被引用4400余次，成为了轨道角动量光通信领域的开创性论文。国内外众多高校、科研机构和企业也都开展了轨道角动量光通信研究，掀起了该方向的研究热潮，国家973计划、国家重点研发计划、国家自然科学基金重大和重点项目等也纷纷立项。轨道角动量光通信也成为了王健身上的标签。

深耕多维光通信领域，实现超大容量光通信

回国后的10余年，王健坚持创新、勇于探索，继续开展了轨道角动量涡旋多维光通信研究，进一步提升了光通信的容量，实现了Pbit/s的超大容量光通信。

“这个容量有多大？一般家庭网络可能达到每秒几百兆，或者是1千兆甚至10千兆的网络，但1Pbit/s是一百万千兆。”王健介绍。这一超大容量光通信实现将会对老百姓带来哪些影响，王健展开介绍多维光通信的目标是可持续性地让光通信的容量越来越大，“这样我们每天才能够享受更大、更顺畅的信息的分享，比如你刷短视频会更加流畅。”王健说。

王健

与此同时，团队还攻关了光纤设计研制以及芯片的设计和研制中的一些关键问题。团队相关研究成果在国际顶级期刊发表了高水平论文。因为在光场调控、光子集成、轨道角动量及结构光通信等领域的创新工作和突出成果，王健2020年当选美国光学学会会士（OPTICAFellow），2020年获得教育部青年科学奖，当年全国仅8人获评；2021年获得国家杰出青年科学基金，2022年当选国际光学工程学会会士（SPIEFellow），2022年获得王大珩光学奖中青年科技人员奖，当年全国仅4人入选；2023年当选国际电气与电子工程师协会会士（IEEEFellow）。

团队研发成果还受到了企业广泛关注，目前已与华为、海信、中天、长飞、烽火、锐光等企业进行合作研发及成果转化应用，阶段性取得了显著经济和社会效益，助力湖北武汉信息光电子特别是高速光通信产业可持续发展。

王健

因钱学森等人爱上科学，将其当作一生的事业

科研道路上的收获对于王健来说是最好的激励，热爱则是原生的动力。“兴趣是最好的老师，你从骨子里面热爱科研，你就会从中收获快乐和源源不断的动力，并把它当作你一生的事业去奋斗。”王健说。

从小，受父亲教师职业的影响，爱因斯坦、钱学森等科学家的事迹都在王健内心中种下了科学的种子。1999年，王健考入华中科技大学（原华中理工大学）。在四年的本科学习后进入武汉光电国家研究中心攻读博士学位。

在武汉光电国家研究中心攻读博士期间，实验室条件非常有限，缺乏很多开展实验的仪器设备和光电子元器件，王健东挪西凑很多老师的仪器设备，在别人晚上和周末休息的时候加班加点开展实验，利用仅有的一块周期极化反转铌酸锂光波导，围绕非线性光信号处理不断创新，最后撰写了近300页的“基于铌酸锂光波导的高速全光信号处理技术研究”博士论文。

求学过程中，他得到黄德修教授、骆清铭教授、孙军强教授、刘德明教授、张新亮教授等人的指导。“前辈们踏实做事，不畏艰难敢于挑战，这些科研精神对我影响很大，使我受益终身。”王健说。

王健

王健对科研的热爱在他的团队中得以传承。团队定期举办学术交流和讨论会，他与学生们深入探讨科研问题和最新进展。“他常常工作到凌晨两三点，第二天又以饱满的热情投入到新的探索中，受他的影响，大家也都十分拼搏。”蔡丞坤博士说。未来，王健将带队继续在多维光通信领域继续深耕，希望更多科研成果能走出实验室，服务社会发展。

（来源：极目新闻）

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抢抓光通信赛道 福建省电子信息集团为千行百业数智化转型赋能

一根光纤即可实现园区从千兆到万兆的丝滑升级，为各行各业的数智化转型升级赋能。眼下，位于福州高新区的数字经济龙头企业——福建省电子信息集团权属星网锐捷，正积极抢抓光通信赛道，全力打造“全光网络解决”方案，为推动高新区数字经济高质量发展培育新质生产力蓄势赋能。

走进星网锐捷智能化生产车间，首先映入眼帘的是一台台高大上的全自动化生产设备。只见车间内AGV机器人正来回穿梭运输光通信设备专用芯片等器件，一块块光通信设备的主板正徐徐“吐出”。

“像我手上拿的印刷电路板就是全光网络设备的核心部件，通过它，我们的全光网络网速带宽不仅可以轻松达到千兆，甚至万兆、数十万兆，而且和传统网络宽带相比还极大降低了布线成本。”星网锐捷通讯事业本部光通信高级市场经理金海翔介绍，目前，星网锐捷的全光终端已走进5000多万家庭，全光网关助力30多万家企事业单位实现全光办公。

金海翔说，随着新兴数字技术的应用和发展，人们对网络提出的要求越来越高。全光网络充分满足了现代人对超高带宽、超低时延、海量连接、极致安全等方面的需求。

星网锐捷研发了适用于不同场景的全光网络终端。在星网锐捷的办公区，大家可以看到，天花板上是光AP，它和后台的光AC配合，就可以避免众多WIFI信号之间的互相干扰，实现全楼层无死角WIFI覆盖。由于光纤带宽大、抗干扰性强，所以漫游切换更稳定，体验感更好。

据了解，星网锐捷的全光网络不仅轻松实现网速自由，而且和传统网络相比，还大大降低了建设成本。以星网锐捷所在的双子星大厦为例，如果采用传统方案拉网线，假设一层楼中有253个信息点位，则需要从弱电间拉出253根网线，再连接至每个工位，需要使用网线约12000米。

星网锐捷部署了全光网络的楼层配电间，因为光纤采用尾纤分支的方式，就是从机房出来的一根光纤，到终端附近可以再分支成几十根光纤，这样就节约了80%的布线空间，降低了大约65%的综合布线成本。而且由于大量采用了无源设备，也极大地降低了耗电量。

金海翔介绍，由于全光网络的光纤采用的是二氧化硅为原材料，代替了传统网线中的铜，极大减少了矿产资源的消耗和采矿过程中的碳排放，促进了光电通讯产业的绿色可持续发展。

目前，星网锐捷研发的全光网络方案凭借其超高带宽和低延时等优越性能，已广泛应用于工业制造、电力能源、交通水利、医疗、教育、智慧城市等关键行业领域。

未来，星网锐捷将加快全光通讯的新产品的发布，从接入网逐步向传送网、核心网的高端突破，全面提升全光业务与体验，通过创新，助力更多家庭、企业、社会治理的全面数字化，为千行百业的数智化转型，发展新质生产力蓄势赋能。

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