光子晶体光纤(Photonic Crystal Fiber,PCF)是基于光子带隙理论发展起来的一种新型光纤，与普通光纤不同，光子晶体光纤是由其中周期性排列空气孔的石英材料或聚合物材料构成，所以又称为多孔光纤或微结构光纤。
图1 光子晶体光纤示意图（网络配图）
根据传导机制的不同，光子晶体光纤可分为基于全内反射的折射率引导型光子晶体光纤(TIR-PCF)和基于光子带隙效应的光子带隙型光子晶体光纤(PBG-PCF)。
基础研究与产业应用前瞻部署
1991年，英国南安普顿大学Russell教授参加科学会议时突然想到在光纤结构中利用2D光子晶体结构实现空芯传导，由此开创了业内光子晶体光纤基础研究的先河。随后，Russell、Knight、Birks等人继续开展研究，并前瞻性地创立了推动光子晶体光纤产业化的布拉兹(Blaze)公司，打开了光子晶体光纤产业应用的广阔前景。
图2 光子晶体光纤研究手稿（网络配图）
1996年，Russell与Knight、Birks等人成功拉制出全球第一根折射率引导光子晶体光纤。随后两年，Knight等人又成功拉制出全球第一根光子带隙型光子晶体光纤，由此奠定了光子晶体光纤技术创新和产业应用领头羊的根基。
技术创新与专利布局齐头并进
在广泛深入开展技术创新过程中，Russell与Knight、Birks三位教授作为核心发明人，分别或共同与英国国防部以及英国国防科技集团作为申请人，在英、美、欧、中、日、韩等不同国家和地区提出专利申请并获得授权。比如其中的GB2341457B(中文同族CN1143147C)和GB2350904B(中文同族CN1192261C)等专利分别对折射率引导型光子晶体光纤和光子带隙型光子晶体光纤的结构、材料、工艺和应用等进行全方位布局，成为光子晶体光纤领域较为重要的基础专利。
至此，有关折射率引导型光纤(TIR-PCF)和光子带隙型光纤(PBG-PCF)的原始技术创新和基础专利布局取得重要突破，为光子晶体光纤后续研发和产业应用奠定更加坚实的基础。
图3 CN1143147C和CN1192261C的光纤结构
随后几年，Russell等人在不同国家和地区以巴斯大学、布拉兹公司等作为专利申请人陆续提出多件专利申请，围绕光子晶体光纤的热处理、微结构光纤制造、折射率改进、光通信介质应用等技术形成强大的专利组合，专利布局日趋完善。
专利布局全力提升产业竞争力
深耕多年的专利储备逐步成为光子晶体光纤产业化过程中重要的核心资产，高质量的专利布局组合为光子晶体光纤的产业转移和市场竞争提供了充分有效的保障。
2004年，布拉兹公司被丹麦晶体纤维公司收购，同时其专利权全部转移到晶体纤维公司。2009年，晶体纤维公司与激光光源制造商Koheras公司宣布合并，新公司为NKT光子公司，隶属于丹麦的知名工业巨头NKT控股集团，原属于布拉兹光子公司、晶体纤维公司以及NKT光子公司的专利基本全部转移到NKT控股集团手中。在此期间，英国国防部和英国国防科技集团将其所获得的多项专利也转让给NKT控股集团，进一步强化了NKT控股集团的专利竞争力。
图4 光子晶体光纤专利布局及产业转移路线
近年来，美国阿朗、康宁、斯坦福大学以及日本住友电工、腾仓、NTT等机构也都相继开展了技术创新和专利布局，在日益激烈的全球市场竞争中，掌握更多核心专利对于提升自身竞争力具有越来越重要的战略意义。
海外发展经验值得学习和借鉴
从早期海外光子晶体光纤的技术创新、专利布局及其产业转移路线可以发现以下特点：
1、南安普顿大学和巴斯大学等科研机构的核心团队不仅重视光子晶体光纤的技术创新，更加重视创新成果的专利布局和产业转移，在基础研究的早期就成立布拉兹公司提前介入技术转移以促进创新成果价值的实现。
2、英国国防部及军方组织重视高新技术发展，针对其创新人才、创新成果等采取灵活形式发掘核心价值，包括鼓励研发团队利用自身技术优势成立产业公司，以及将已获得的知识产权转让给产业龙头推动产业化进程。
3、龙头企业不断通过企业合作与并购等方式，比如晶体纤维公司收购布拉兹公司。晶体纤维公司与Koheras公司合并为NKT光子公司，最终实现多方来源的创新成果收入NKT控股集团囊中，提升龙头企业竞争力。
我国在光子晶体光纤技术领域的研发相对较晚，目前仍主要集中在中国计量学院、天津大学、浙江工业大学、西安光机所、南开大学等高校和科研院所，技术创新、专利布局和产业应用的程度仍相对较弱，可学习借鉴海外技术创新和产业转移模式以加快产业化进程，并及时跟踪欧美日等重要申请人和发明人的研发动向，推动我国光子晶体光纤的快速发展。
图文：赵哲
编辑：赵哲
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