记者问：黄教授，您最近出席了国际学术会议。请您谈谈情况和观感。

黄答：我于1981年4月下旬受全国科协的派遣，去美国旧金山参加第三届“国际集成光学与光纤通信”会议（即IOOC会议，4月27日至29日），在会上宣读了我的论文（该文已在英国的国际性刊物上发表）。会后，访问了加州大学（伯克雷）和纽约理工学院（布鲁克林）等处，于5月7日回国。这次出国，我感到收获很大。“国际集成光学与光纤通信”会议是光纤通信方面颇有权威性的会议，有数十个国家参加，共149篇论文。这些论文反映了光纤研究领域的国际先进水平和最新成果。参加这样的会议，第一手了解到这门学科的现状和发展动态，收益不小。我自己的论文《单模光纤色散特性的解析近似》于4月28日在“单模光纤”会议上宣读。总的讲参加这次国际会议，既学到外国科学家的最新研究成果，同时也发表了自己的论文，起到了学术交流的作用。

会外接触有时能起到会上讨论所起不到的效果，如林启龙博士是贝尔实验室光纤拉曼散射研究的开拓者之一。他采取两种不同途径实现拉曼散射，即行波式与驻波式。我在国内曾经从国外杂志上阅读过许多篇林启龙等发表的文章，这次当面交谈对两种途径的关键问题谈了不少，很有启发。他认为行波式比驻波式更有前途，这个观点对于我们开展这方面研究有参考价值。

我在会议结束后曾访问加州大学（伯克雷）和纽约理工学院（布鲁克林）。加州大学（伯克雷）已成为美国第一流大学，我由美籍教授王适、徐皆苏等接待，参观了加州大学的概貌。我向徐教授提出了这样的问题：“伯克雷加州大学究竟采取了什么手段一跃而成为第一流大学？”徐教授认为主要是树立了良好的学风，无论对学生或教授都有很严格的要求。比如说，如发现有学术上的“走后门”现象，则学校坚决作严肃处理。纽约理工学院（布鲁克林）是在微波和电磁理论方面享有国际盛名的学院。在旧金山开会时就收到该院邀请我访问的信，我于5月4日和6日两次访问该校。我参观了该校的毫米波实验室、大功率微波实验室、声表波器件实验室等。他们所进行的工作都是带有开拓性的前沿研究，很多地方值得我们学习。

记者：请黄教授谈谈光纤发展的沿革与近年的重大发展。

黄：现在有两方面的人员在研究光纤，一部分是原来搞微波的现在改了行；而另一部分人原来是从事光学的，现在也从事这方面的研究，国外也是这样。

在微波方面，光纤最早的理论在1915年产生，这是以电磁波理论为基础。讨论了电磁波如何满足边界的条件，是篇很有名的文章，但并没有结合实用。

而独立于微波理论，对光纤进行研究的另一个学科就是光学，1927年创造了玻璃纤维成像，现在医学上用的检胃镜，就用了这个原理。这个理论很粗糙，搞光学的人把很简单的几何光学上全反射原理运用到对光纤的研究上，而处理的方法也很原始。

随着现代激光的发展也大大推动了光纤的前进，有了激光，就有了相干光源，激光与高频无线电波的性质是差不多的。当然，光纤也不一定用激光做光源，也可用发光二极管（LED），它是非相干光源。科学家们很早就有了用光纤来传递信息的想法，就如过去简单的玻璃纤维成像一样，把光纤当作光波导，像微波波导一样地来传送信息，但由于技术上的困难，一直不能实际运用。六十年代初，高锟发表了论文，从原理上对光纤进行分析，他预见到光纤可做到很低的衰减，衰减量可从当时的1000：分贝/公里，降到20分贝/公里，认为这在技术上是可行的。由于六十年代初期时光纤衰减很大，所以很多人认为它是没有前途的，高锟的理论在当时没有受到足够的重视。那时，我在北京中科院电子所工作，搞H01圆波导，1964年曾定出用光纤传递信息的课题，我带了研究生，把光纤中的转弯等问题作为主要的研究方向。1964年秋科学院把我们调到上海，成立了光机所，我们还是把光纤通信列为主要的研究课题。但1965年，有人提出，我国的微波中继通讯的线路都用不了，光纤的前途还很渺茫，硬是要光纤研究下马。现在看起来，实在是目光短浅，如果我国的光纤研究从1964年就开始，以后十年动乱中就算有损失，但我国这方面研究起步就早得多了。下马以后，1965年光机所搞了一年四清，“文革”一晃又是十年，直到近几年多模光纤在国际上已成熟应用了，我们才着急，上马，一拥而上，做的课题也是大同小异，彼此重复。非要等到国外搞成了才动，而在做基础研究时不支持，这不是发展科学技术的正确道路。

直到1970年代初，才在实验室里证实了高锟理论上的推测。当时，加拿大的北贝尔实验室和康宁玻璃公司合作，成功地制出了衰减为20分贝/公里的光纤，这样大家才有信心，确立了光纤通讯的地位。1910年虽有了光纤的理论，但离实际运用很远，而高锟在六十年代初就预言到光纤的前途，实在了不起。光纤作为技术是从1970年开始，理论上也非常严格，利用麦克斯韦方程的边界条件、但只能解出基本模的近似解，限于当时计算机的水平，高模的解不出，多模的概念还没形成，主要是条件不成熟。

光纤从模式上分为两大类，单模和多模。多模模式达到几百上千，其传送特点相似于非相干光，不像一般的无线电波和微波的特性，干涉效应不表现出来，而电磁波的干涉效应大。现在，多模在技术方面已基本成熟，这表现在工艺、光源、接收器件、输送系统和工程等方面。我国在这方面的水平与国外有差距，但搞多模的基本条件已具备。

下面就我最近参加过的几次国际性学术会议的情况，我想谈谈近年来国际上光纤研究的重大进展，主要表现在三个方面：

第一，光纤制造方法有突破VAD方法（Vapor axial deposition气相轴向沉积）。现在国外普遍采用的为MCVD方法。近几年，日本提出VAD方法。19 S0年，在英国约克郡召开的“欧洲国际光通讯”会议上，VAD的论文占相当的比重。这种方法有很大的优点，它的预制棒（preform）可做得大，一根这样的棒可一气拉到100公里，中间无接头；如光纤有接头，会增加衰减。1981年4月，在美国旧金山召开的第三届“国际集成光学与光纤通讯”会议上，日本人就表示可做到在直径1.55微米时，衰减量为0.2分贝/公里，接近瑞利散射，这是一个技术上的突破。但美国还没放弃MCVD方法，现也可拉到几十公里，衰减量虽低，但比不上VAD。用VAD做的接阶梯式光纤，折射率分布也均匀。

第二，长波长的运用。

过去光纤通信用的是0.85微米附近的波段，国内用的也是这个波段，主要是光源方便。近一、二年趋势是用长波长，1.3与1.5微米附近的波段，这两个波长为两个衰减窗口，衰减量低，都在每公里1分贝以下，而1.5微米的只有每公里0.2分贝。有很多实验系统都在运用长波长，这在1981年的旧金山会议上也表现出来，这理论也是日本人最先提出、现在实验上的结果与理论的论证都很接近。由于短波长的衰减要达每公里几个分贝、因此长波长有很大的优点，是今后的方向，我国也重视这方面的发展，最近也成功地进行了多模的长波长通信。

第三，采用单模光纤。

单模光纤，我校也在研究，但它在开始时也没受到重视，这是因为光源没得到解决，而工艺上的要求也严格。单模光纤结构要比多模细一个量级，多模的芯子为50微米，而单模的只有4 ~ 5微米。因为多模的芯子容易做，接头也方便，它的光源既可用激光，又可用发光二极管，所以各国都普遍地使用，但近几年单模又受到重视，这有它的道理。

1989年的欧洲会议与1981年的旧金山会议上都有关于单模的专题，虽然单模的工艺要求高，但可做到很低的色散，理论上可做到零色散，实际上可能还有点差距。1981年旧金山会议上，我宣读了题为“单模光纤色散特性的解析近似”的论文，用解析法来预测单模的色散，宣读后引起了各国学者的兴趣，这篇论文以后在英国正式发表。国外用计算机算，作出大量的曲线，比较后再找零的色散点，虽然精度高，但计算的过程很繁复。我用的解析法，把各种参数表达在一个公式里，便于工艺上调整参数，虽是近似值，但近似还是不错的，与各国科学家的近似法比较，算我的最准。下图表示各国科学家用近似法找零色散的比较，图中黑的实线就是我的结果。

由于波在传播时要变样，这样就限制了通话的容量。如色散小，波不变样，这样信息量就大，这一点，单模就比多模强，多模的信息量要比单模少一个量级以上；另一方面多模基本上只能用在通信上，而单模的用途很广，除了通信，还可用在各个基本的科学研究，如物理上。

单模还有偏振的特性，这是一个可加以利用的特点。科学上会经常碰到这种问题，某种事物的特性在有些场合中要避免，但在其他的领域中却可以加以利用。偏振对光纤的通信来说，是一个麻烦的问题，接收器对偏振敏感，强度一变化，就可能收不到。单模偏振的问题各国都没有解决，在几十几百公里的长度中，要偏振不变的确很困难，随着应力、张力等的变化，光纤有点变形，偏振面旋转是个难题。就如微波中的法拉第旋转，我们也可利用偏振这个单模光纤的特性。1981年旧金山会议上，各国科学家就提出了这方面的用途，如光纤陀螺，用来测量电压、电流、压力等物理参数的各种敏感器。

单模光纤是这几年热起来的，1980年在上海开国际激光讨论会时我曾提出要发展单模；而早在1977年在北京开全国自然科学规划会议时，我作为电子学科的起草组长就建议要搞单模，宣传了几次都没成，反对者还是认为我国的多模都没成熟，多模的容量又用不了，干嘛还要单模。现在单模的方向明确了，国外热起来了，国内恐怕很快大家又要上，要上又大家一齐上，当然这也好，但是我希望不要完全重复，各方面要做有自己特点的工作，因为要做的工作太多了。

今后光纤的发展趋势为长波长，又是单模的。使用单模虽然还有偏振的问题，但可用对偏振不敏感的接收方法，偏振问题解决了，将来可与集成光学结合在一块，也可能会到新的领域去开拓。单模现在已到了实际运用的阶段，贝尔实验室造的纽约 - 欧洲的单模海底电缆，将在1988年完成，容量也大，为272兆比特/秒。日本NTT公司也计划在1984年完成单模光纤电缆，容量为400兆比特/秒，1988年将完成1.6千兆比特/秒容量的，这是多模光纤达不到的指标。

（马瑞琦 柯易 整理）