1966年7月，英國電機工程師學會的學報登載人稱“光纖之父”的高錕博士一篇題為“光頻率的介質纖維表面波導”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，玻璃纖維即可用于通信。當時玻璃纖維每公里的損耗在數(shù)千甚至上萬分貝(dB)，如何將損耗將至20分貝以下成為當時科學界最熱門的研究點。

從材料入手

1971年，美國康寧公司成功研制出一根幾米長的光纖。雖然僅僅存世幾分鐘，但它的損耗低于20分貝，已經(jīng)敲開了光纖通信的大門。到1976年，光纖每公里損耗已降至1分貝。時至今日，全球最低損耗的光纖是康寧推出的SMF-ULL系列光纖，其損耗低至0.17dB/Km。

“回憶這么多年光纖的研究歷程，可以得出這樣一個共通路徑：從材料上下功夫。”國內著名的集成光學和聚合物光子學領域頂級學者于榮金如是總結。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，都屬于從材料上來改進石英光纖的損耗。但于榮金指出：“這種方法下光纖損耗的理論極限值為0.168dB/Km，現(xiàn)在已經(jīng)達到極限，很難更進一步了。”

然而，石英光纖的經(jīng)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年，早在1966年，美國杜邦公司生產(chǎn)了全球首根塑料光纖，損耗接近每公里1000dB，隨后杜邦將專利出售給日本公司，幾十年來人們也一直致力于降低其損耗，但收獲不大，普通塑料光纖每公里的損耗在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，這是一個很有研究價值的課題。”于榮金在1997年左右明確選擇了這一課題，“雖然這是一個冷門，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后，于榮金總結出一個最根本的原因：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。

于是，于榮金開辟了一條新的技術路線：采用空心蛛網(wǎng)結構的布拉格反射光纖。如果將該光纖的橫切面放大足夠倍數(shù)，可以看到塑料光纖呈現(xiàn)清晰的蛛網(wǎng)結構。而蛛網(wǎng)結構的提出也源于一次運動時的靈光一現(xiàn)：熱愛運動的于榮金在校園樹林中看到蜘蛛網(wǎng)重重疊疊地懸掛于晨光中，如同抓住重重思緒中的一絲光明。隨后，于榮金對這種構想進行了無數(shù)次的論證。2006年，于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》早已被荷蘭雜志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倍，現(xiàn)在普通塑料光纖的口號是百米百兆，我的目標是實現(xiàn)幾公里甚至幾十公里通信傳輸G比特信號。”于榮金表示。

2012年，中國光纖之父趙梓森院士等5人組成專家組對該產(chǎn)品進行成果鑒定，其中三位專家給出鑒定結果為世界領先，兩位專家鑒定為世界先進。而這兩位專家認為，之所以不能評為“領先”只是因為該方法尚沒有形成產(chǎn)業(yè)化。“產(chǎn)業(yè)化現(xiàn)在已經(jīng)可以實現(xiàn)了，我剛發(fā)表的一篇文章《新一代塑料光纖及其功能開發(fā)》中詳述了其產(chǎn)業(yè)化，而且目前金三角的生產(chǎn)車間已經(jīng)搭建完成，今年年底就可以量產(chǎn)。”于榮金表示，“這項成果不僅僅會震動國內，同樣會震動世界。我們將為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。

于榮金強調：“這項技術不僅僅適用于塑料光纖，石英光纖同樣可以采用這種蛛網(wǎng)空心結構。”目前石英光纖可傳輸?shù)牟l段有限，但采用蛛網(wǎng)結構之后幾乎可以傳輸所有頻段的光波。這將極大地提升現(xiàn)有光通信系統(tǒng)的容量。滿足現(xiàn)在飛速增長的網(wǎng)絡流量需求。