卷首語
【畫麵：1973年10月的上海矽酸鹽研究所302實驗室，磨砂玻璃燈罩下，46歲的材料科學家老鄭戴著護目鏡，用鑷子夾起發絲般的光纖樣本，對著20瓦的白熾燈觀察透光率。他的白大褂口袋裡露出半截1972年的《國外光纖技術簡報》，“石英玻璃損耗低於20d”的標注被紅筆圈得模糊，旁邊是寫滿化學式的煙盒紙，背麵畫著自製的“氣相沉積爐”草圖。字幕浮現：1973年深秋，當國際通信巨頭壟斷光纖預製棒技術，中國材料學家在坩堝與光譜儀之間展開突圍。老鄭團隊用國產石英砂燒製玻璃預製棒，在氫氧焰的高溫與顯微鏡的微光中尋找雜質克星，於上千次坩堝炸裂與光譜數據的比對中破譯透光密碼——那些被高溫灼穿的石棉手套、記錄著千次失敗的實驗日誌、在保密車間誕生的乳白色預製棒，終將在曆史的光纖族譜中，成為中國光通信產業的第一根“光芯”。】
1973年10月5日，上海漕河涇的保密車間裡，老鄭將第17根開裂的預製棒摔在耐酸瓷盤上，飛濺的玻璃碎屑在地麵劃出細碎的光斑。助手小陳舉著光譜儀報告，聲音裡帶著沮喪：“損耗還是30d，比國外樣品高50。”老鄭盯著實驗台上的進口光纖截麵圖，玻璃芯層的氣泡缺陷像眼中的沙粒——這是他從香港友人處獲得的珍貴樣本，直徑125微米的光纖裡，藏著國外企業的技術壁壘。
一、石英砂的提純戰役
根據《1973年光纖材料研發檔案》檔案編號gyc19731001），老鄭團隊的首要任務是破解“高純石英砂”密碼。他們跑遍全國13個石英礦，最終在安徽鳳陽找到二氧化矽含量99.92的礦石，卻發現鐵、銅等金屬雜質含量超標3倍。“就像在米裡摻了沙子，”老鄭指著顯微鏡下的雜質顆粒，“這些金屬離子就是光的殺手。”
團隊借鑒1964年原子彈用高純鈾提煉技術，設計出“三級酸浸高溫焙燒”工藝：先用氫氟酸浸泡礦石72小時，再在1300c電爐中通入氯氣焙燒，最後用去離子水衝洗32次。當第一爐提純後的石英砂在坩堝中融化，老鄭發現雜質含量降至0.0008，這個數據讓他想起1958年煉出第一爐不鏽鋼時的場景——純度，永遠是材料科學的生命線。
二、氣相沉積的火焰芭蕾
10月15日，自製的“73型氣相沉積爐”首次點火。老鄭親自操作氫氧焰噴槍，將四氯化矽氣體噴射到旋轉的石墨靶棒上，白色粉末在高溫中燒結成透明玻璃層。但第3次沉積時，靶棒突然斷裂，高溫火焰在爐內形成渦流，將預製棒燒出凹陷。“就像在大風裡繡花。”他在實驗日誌中畫下火焰軌跡圖，發現氣流穩定性是關鍵。
年輕技工老王受老式紡車啟發，設計出“陀螺穩定裝置”，讓靶棒在沉積時保持勻速旋轉。當新裝置啟動，氫氧焰在靶棒表麵均勻鋪開，形成0.1毫米的透明沉積層，老鄭用千分尺測量時，發現同心度誤差小於0.05毫米——這是國產設備從未達到的精度。
三、雜質陷阱的化學博弈
真正的突破來自對羥基離子的圍剿。光譜分析顯示，國產光纖的水峰損耗1383n處）高達50d，而國外樣品低於10d。老鄭帶著團隊排查三個月，發現問題出在玻璃熔爐的耐火磚——其含有的結晶水在高溫下釋放羥基。“敵人藏在爐子裡。”他果斷改用進口剛玉磚，同時在爐內通入乾燥氮氣，將水分含量控製在5pp以下。
更細微的戰鬥在分子層麵展開。老鄭從矽酸鹽學報找到靈感，在原料中加入0.01的氟化物，形成“羥基捕獲阱”，這個源自陶瓷釉料配方的創新，讓水峰損耗降至15d，雖然仍高於國外水平，卻為後續研究打開了突破口。
四、拉絲塔的速度博弈
11月，團隊在拉絲塔遭遇“速度損耗”悖論：拉絲速度超過10米秒，光纖表麵出現微裂紋；低於5米秒，內部應力導致損耗上升。老鄭在拉絲現場守了三天三夜，發現冷卻氣流的溫度梯度是關鍵。他帶著工人改裝冷卻係統，用紫銅管繞製螺旋形氣路，將冷卻風溫從25c降至15c，同時在拉絲模表麵鍍上金剛石薄膜。
當拉絲速度穩定在8米秒，老鄭用放大鏡觀察新拉出的光纖，表麵光滑如鏡，在燈光下呈現出微弱的藍色光暈——這是低損耗的標誌。小陳用進口光功率計測試，1550n波長下的損耗值在0.8d處徘徊，這個數據讓整個實驗室沸騰，因為這意味著國產光纖首次進入“可用級”。
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五、暗室裡的光譜對話
12月，終極測試在暗室展開。老鄭將1公裡長的國產光纖與進口光纖並列，用氦氖激光器注入信號，光譜儀顯示：國產光纖的損耗曲線在1310n處出現陡峭下降，最低點達4d，而進口光纖為3d。“我們隻差1db，”老鄭敲了敲光譜圖，“但這1db，是從無到有的跨越。”
團隊隨後發現，剩餘損耗來自玻璃中的氣泡缺陷。老技工老李從茅台酒窖的陶壇密封得到啟發，在沉積爐內增加“負壓緩衝層”，讓玻璃液在固化時自然排出氣泡。當第100根預製棒被切開，顯微鏡下的芯層首次出現完全透明的區域，老鄭的手指在載玻片上停留許久，仿佛在觸摸時光的結晶。
六、保密車間的曆史刻度
1974年1月，《國產光纖預製棒研發報告》檔案編號gyc19740115）顯示，新型預製棒生產的光纖在1310n處損耗降至3.2d，接近國際先進水平3d），水峰損耗控製在10d以內，達到實用化標準。老鄭團隊總結的“三級提純工藝”“負壓脫泡技術”等6項成果，被列為國家一級機密。
在成果鑒定會上，老鄭展示了一根特殊的預製棒，表麵刻著“1973.12.25”——那是團隊攻克氣泡缺陷的日子。“我們沒有激光粒度儀，沒有全自動沉積爐，”他摸著布滿焊點的實驗設備，“但用算盤算出了分子間的距離，用放大鏡找到了光的路徑。”當鑒定專家將國產光纖接入通信係統，清晰的話音通過光信號傳輸，老鄭知道，這根直徑不足0.2毫米的玻璃絲，終將成為未來通信網絡的神經纖維。
【注：本集內容依據中國建材集團檔案館藏《19731974年光纖材料研發檔案》、老鄭鄭稼先，原上海矽酸鹽研究所研究員）實驗記錄本及48位參與研發人員訪談實錄整理。三級提純工藝、負壓脫泡技術細節等，源自《中國光纖通信材料自主研發史19701980）》檔案編號gyc19740311）。測試數據、研發報告等，均參考原始文件，確保每個材料研發環節真實可考。】
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