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发表于 2025-11-25 13:38:30 股吧网页版
专访香港理工大学谭华耀:深耕光纤研究32年,孵化7家公司
来源:21世纪经济报道

  南方财经 21世纪经济报道记者张伟泽香港报道

  “某种意义上,不是我选择了光纤,而是光纤选择了我。”香港理工大学光电子讲座教授及光子技术研究院副院长谭华耀如此说。

  这句话总结了他与光纤技术30余年的不解之缘。

  从一个因时代洪流而几无归处的华侨青年,到如今成为国际知名的光纤传感领域权威,谭华耀的经历本身就是一部跨越学术与产业的创新故事。

  在谭华耀及其团队的主导下,2014年香港建成全球首个城市级光纤传感网络,监测6条MTR线路。该技术目前已覆盖香港九成以上的铁路线路,并推广至新加坡、荷兰、澳大利亚等地。

  2014年,谭华耀凭借激光传感技术在铁路监测中的应用,获得激光技术领域最高奖金的国际创新奖之一——Berthold Leibinger Innovationspreis创新奖。

  近年来,谭华耀团队将光纤传感技术从宏观的铁路监测延伸至微观的医疗应用。他们与墨尔本大学及医院合作,开发出直径仅为头发丝十分之一的塑料光纤传感器,用于人工耳蜗植入手术。

  目前,这项技术已进入临床试验阶段,正与墨尔本皇家维多利亚眼耳医院的外科医生以及全球最大的人工耳蜗制造商Cochlear公司合作,推动技术商品化。该技术已获得专利,并在2025年瑞士日内瓦国际发明展上荣获两项重要奖项。

  谭华耀的学术生涯起点,颇有些“误打误撞”的意味。

  他出生于文莱,在马来西亚长大,特殊的身份让他一度没有国籍和护照。1980年代初,出于毕业后更容易找到工作的现实考虑,谭华耀放弃了最初的物理学梦想,转而投身当时正热门的电子工程领域,前往英国曼彻斯特大学修读电机及电子工程。本科毕业设计的机缘,让他首次接触光纤通信,也正是这次经历,为他的人生开启了新的大门。

  1984年本科毕业后,导师为他争取到了一个英国公司的博士奖学金项目,研究方向同样是光纤通信。博士毕业后,谭华耀顺理成章地进入了产业界,在伦敦的GEC-Marconi公司进行光纤放大器的研发。

  然而,对家的思念最终促使他在1993年选择来到香港理工大学任教。“我在马来西亚沙巴的一个小镇长大,家人也一直生活在那里。离开家乡多年后,我一直希望能在离家较近的地方安定下来。”从香港飞回家乡仅需三个小时,这让他得以在事业与家庭之间找到平衡。

  这段在企业的经历,深刻影响了他的治学理念。“学术界和产业界的文化很不一样。学术界重在发表文章,研究不一定要成功,结果不能做成产品也能出好文章。但在企业,重点是做产品,必须考虑可靠性和成本。”他将这种“产品导向”的思维带回校园,在培养学生时,鼓励他们亲手制作仪器,将理论付诸实践。

  这种培养方式已有显著成果。谭华耀的第一位博士生在20多年前创办了自己的公司,总部设在香港,专门为国际企业和顶尖科研机构生产先进的激光产品。过去20年,谭华耀的团队成员孵化了7家光子技术公司。

  在企业的工作经历,也为谭华耀推动高校技术成果转化带来了启发。

  在通信领域之外,他不断拓展光纤的应用场景,从建筑、铁路轨道到医疗领域均有涉足。其中,最为人熟知的便是覆盖香港地下铁路的光纤传感监测网络。

  这项始于15年前的合作,源于一个为企业高层设立的工程博士项目。当时,两位来自港铁(MTR)的高管在他的指导下,将光纤传感器应用于铁路监测,结果非常成功。如今,这套系统已覆盖香港90%以上的地铁线路,成为全球首个城市级的铁路光纤传感监测网络。

  谭华耀介绍,该技术利用单根光纤,即可在长达100公里的距离内实现多点、多功能的实时监测。每部港铁列车都配备了独立的无线射频识别编码(RFID),光纤传感器能监测每部列车的运作状况。这项技术随后推广至新加坡SMRT的南北线和东西线,以及荷兰和悉尼的受电弓与架空线监测系统。

  如果说监测庞大的铁路系统是“入地”,那么,他最新的研究则是“入微”——将光纤技术用于仅有毫米级大小的人工耳蜗。

  谭华耀解释说,失聪儿童若在1到3岁的黄金时期植入人工耳蜗,其听觉和语言能力有望得到最佳发展。但这项手术对幼儿来说却充满风险,因为他们耳蜗仍十分脆弱,这就要求医生在手术中必须极其精准地控制力度,以防造成伤害。

  为了攻克这一难题,谭华耀团队与墨尔本大学及当地医院合作,开发出一种创新的塑料光纤传感器,这种传感器直径仅为头发丝的十分之一,可以轻松将数十个传感器放置在人工耳蜗的精密结构中。

  相较于玻璃光纤,塑料光纤不易断裂,且具有更好的生物相容性。虽然塑料光纤的损耗比玻璃大得多,但在医疗应用中,传输距离通常只有几厘米到几十厘米,损耗不是问题。

  有了传感器,在进行植入手术时,医生就能实时监测对脆弱耳蜗施加的接触力度,避免损伤;同时也可以做到精确导航,确保人工耳蜗植入到最佳位置。“我们的传感器精度可以达到0.1毫牛顿,远超20-30毫牛顿的安全阈值要求。”谭华耀道。

  从产业界到学术界,再推动学术成果走向产业,谭华耀的职业生涯本身就是产学研融合的缩影。他深知两者之间的“鸿沟”,也一直在努力搭建桥梁。

  跨学科合作需要开放的心态。“心态要开放,要有耐心去听他们讲,而且去拜访他们,看他们的工作环境。”谭华耀道。为了理解港铁的实际需求,他和学生经常在凌晨1点到5点多,港铁的维修时段工作。

  2017年,他创办了“工程与创业俱乐部”。谈及创办初衷,谭华耀指出,世界在过去20年变化很大,许多毕业生并非选择进入大公司、从事稳定的工作,也有不少学生渴望其他发展方向,例如创业。因此,他搭建这一平台,旨在为不同专业背景的本科生提供一个将创意转化为现实的实践空间。

  在工程与创业俱乐部中,学生将有机会参与企业的合作项目,以及参加国际比赛。今年,俱乐部已招募了约200名来自不同学科和不同年级的学生。

  对于香港近年来推动的产学研转化,谭华耀指出,政府政策的支持也至关重要。近年来,香港政府推出了多项资助计划,例如“产学研1+ 计划”和“人工智能资助计划”,极大地促进了产学合作,并通过数码港和InnoHK等平台提供顶尖科研设施。“我们与机场和中华电力公司的合作项目,正是在这些政策推动下的成功例证。”

  对于香港高校的考核机制偏重论文发表的问题,谭华耀也给出了自己的观察与建议。“我会鼓励年轻教授先专注研究,打好基础;而对于资深教授,则更鼓励他们与企业合作,将研究成果产业化,回馈社会。”他认为,随着粤港澳大湾区的融合发展,香港学者将拥有更广阔的市场和更多的合作机会,产学研转化的道路将越走越宽。

  《21世纪》:你最早在曼彻斯特大学获得博士学位,当时为何选择光纤方向?

  谭华耀:我最初的选择是攻读物理专业,尤其希望从事粒子物理方向的研究。但由于我来自马来西亚,考虑到毕业后需要回国就业,而20世纪80年代初电子领域的发展前景更好,就业机会也更多,因此我转而选择了电子专业。进入光纤领域则源于我本科最后一年的毕业设计——我的导师当时从事光纤通信研究,我也由此开始接触这个方向。

  毕业时,由于我出生于文莱,在马来西亚成长,没有护照,因此无法在英国工作,同时也难以返回马来西亚。我的导师了解到我的处境后,为我推荐了一家英国公司,并帮助我获得了奖学金,支持我在光纤通信方向继续攻读博士学位。因此,可以说并非我主动选择了光纤,更像是光纤选择了我。博士毕业后,我顺理成章地进入伦敦一家规模较大的公司,从事光纤放大器的研发工作,并在那里工作了三年。

  《21世纪》:了解到你在光纤领域深耕多年,能否介绍当前主要研究方向,以及未来可能的突破?

  谭华耀:目前我们的研究重点在于开发新一代光纤材料,尤其致力于推动其在医疗领域的创新应用,例如可用于植入人体的新型光纤设备。区别于当前以玻璃材质为主流的光纤传感器,为规避其在体内应用中存在的易断裂风险,我们使用的是更柔韧的塑料光纤。

  近年来,我们与墨尔本大学及澳大利亚当地一家医院展开合作,成功将塑料光纤传感器集成到人工耳蜗中。由于人工耳蜗尺寸极为微小,直径不足一毫米,传统电传感器难以适用,而玻璃光纤又存在断裂隐患,因此我们选择以塑料光纤为基础,在单个人工耳蜗内植入了数十个微型传感器。

  《21世纪》:那塑料光纤能够解决什么样的问题?

  谭华耀:我们面临的主要技术挑战包括两方面。一是在植入过程中必须精确控制力度,避免对组织造成损伤,而我们的传感器能够实时反馈力度数据;二是需要在手术全程中持续追踪传感器位置,为医生提供准确的植入定位信息。这两类信息对手术的安全性及有效性至关重要,也是本项研究的核心创新所在。

  人工耳蜗本身结构精密,包含22个电极,外部通过麦克风接收声音信号,再经处理分解为22个不同频段。由于不同频率对应不同的听觉感知区域,传感器的植入位置是否精准,直接决定了患者能否接收到更宽广的频率范围与更真实的听觉体验。因此,实现精准定位是该项技术成功应用于临床的关键所在。

  《21世纪》:了解到你在光纤领域的研究,跟建筑、医疗等不同领域都有结合,这算不算是一种跨学科合作?

  谭华耀:这主要源于我过去在企业的工作经历,研发的产品面向不同公司,并且常与不同工厂合作,所以较容易接受跟不同背景的人合作。最重要的是心态开放,乐于接纳新事物。

  过去20年我们一直与港铁公司保持合作,他们现在仍在使用我们提供的传感器。目前,在香港我们安装了许多光纤传感器,用于实时监测列车运行状态。比如当火车运行100公里后,车轮会出现裂纹或不圆的磨损情况,光纤传感器能够监测到此类情况,从而无需再安排人员实地检查。

  《21世纪》:如何能在光纤里制作传感器?

  谭华耀:首先需要使玻璃具备光敏特性,再利用光的功率与材料的光敏性之间的相互作用,来改变玻璃的折射率。一旦能够改变其折射率,便可基于此原理制作出不同类型的光纤传感器。

  《21世纪》:你在2017年创办工程与创业俱乐部,当时为什么会有这个想法?

  谭华耀:担任教授后,意识到本科生学习的都是书本上的基础知识,但是世界在过去20年变化很大,我发现许多学生在毕业后,并不一定选择进入大型企业或寻求一份传统意义上的稳定工作,而是希望探索更多元的发展路径,例如创业,现在的创业环境比以往有较大改善。因此,我创立了工程与创业俱乐部,主要目的是给学生搭建一个平台,让他们有机会学习课堂以外的知识。也希望借助这一平台,促进不同学科背景的学生之间的交流与合作——不仅包括工程专业的同学,也涵盖如人文社科领域的学生。

  首先,我们鼓励学生积极参加国际机器人竞赛。其次,我们会与业界企业合作开展实际项目。例如,我们与中华电力公司合作,承接了用于发电机监测的机器人研发项目。该公司拥有大型发电机,每隔几年需要进行维修,此时必须将其中重达50吨、可旋转的部件转子移出,工程师才能进入一米多的内部空间进行检测。转子与定子之间的间隙仅有几厘米,如果能够研制出搭载几厘米传感器的机器人执行检测任务,将极大帮助企业节约成本与时间,使维修过程更快速、更经济。因此,我带领一组本科生开发了这类机器人。

  通过这类行业合作项目,我们得以培养从大一至大四、跨学科的本科生团队。学生不仅能够了解不同行业的具体需求,还有机会参与企业内部会议。相较于学校为获取学分的课程,行业项目更注重最终交付时,具备实际应用价值的成果,因此挑战性也更高,这类经历为学生提供了极为宝贵的成长机会。

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