“创新，就要瞄准世界前沿”（讲述·一辈子一件事）

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“创新，就要瞄准世界前沿”（讲述·一辈子一件事）

2023-08-03 18:01:42 来源：人民日报小 中

持续攻关20多年，研发新型显示材料的光纤光波导屏，白建荣团队——

(资料图片仅供参考)

“创新，就要瞄准世界前沿”（讲述·一辈子一件事）

白建荣（左）在讲解光纤光波导沉浸式内圆柱面显示大屏工作原理。

尚静川摄

白建荣在查阅研究资料。

本报记者赵永新摄

人物小传

白建荣：1965年生，河北石家庄人，视景仿真显示技术专家。他发明的低成本光纤光波导屏材料/器件，可实现将二维平面图像转换成真三维自由立体图像。基于这种原创性的光学新材料，他研制出零边框显示屏、内圆球面显示屏、自由立体面显示屏、全彩自由立体面壁画等新型显示产品。这些新型显示产品可大幅提升显示视景的仿真度，可广泛应用于虚拟现实、未来影院、展览展示等领域。20多年来，他带领团队获得授权发明专利近40项、实用新型专利近20项。

由5块小曲面屏拼接成的半圆形大曲面屏上，正在播放着电影视频。这个高1米、没有边框的曲面屏，播放的是普通二维画面，显示出来的却是色彩饱满、立体感非常强的三维影像。人站在大屏前观看，仿佛置身其中、被炫酷的立体影像包围……这种不用借助3D眼镜就能产生裸眼3D效果的曲面屏，是我国科技人员自主研发的新型显示屏——光学纤维光波导成型屏（以下简称“光纤光波导屏”）。

与主流显示屏相比，光纤光波导屏的立体视觉效果更好、能源消耗更低、对人体健康损伤更小、应用场景更多……不少业内专家这样评价。研发团队带头人、北京方瑞博石数字技术有限公司创始人兼技术总监白建荣介绍：“不少国内外大公司都曾布局研发过这项技术，但后来都放弃了，只有我们坚持了下来。”

组建专业团队，研发光纤光波导显示技术

1983年，白建荣以优异成绩考入北京钢铁学院（现北京科技大学）冶金系。1990年研究生毕业后，他先是被分配到首钢设计院当设计员，几经辗转，来到清华泰豪智能科技有限公司。从那时开始，白建荣便一头扎进显示系统研发领域。

白建荣牵头研制的CRT（阴极射线显像管技术）大屏幕，曾在国内市场占据一席之地，但他还有更高的追求，“对于CRT大屏幕的技术攻关，更多的是集成创新。我们要做的创新，就要瞄准世界前沿，研发更先进的原创显示技术。”

2000年夏天，白建荣在和北京理工大学一位老教授的交流中，了解到国际前沿的背投影屏幕技术，并看到了一块5分钱硬币大小的光纤背投影屏幕样品。“光纤成像技术可以把入光面的像素位移到显像面，并把二维的平面显示升级为三维的立体面显示。这很可能成为未来主流的显示技术。”白建荣认为。

于是，白建荣马上着手组建光纤光波导显示项目组，开展前期预研。但是，在2005年夏天举行的项目论证会上，公司管理层认为这个项目研发周期太长、投入太大、风险太高，把它否决了。

“你们不搞，我自己搞！”2006年秋，白建荣重新组建研发团队，继续向光纤光波导显示技术领域进军。

不怕累不怕苦，每道工序、每个模具都反复试错试验

光纤光波导显示技术涉及光学、高分子化学、材料学、热力学、视觉科学等多个学科，还涉及镀膜配料、光纤拉丝、模具制造等10多道工序，必须有一支过硬的科研团队。为此，除了招聘一批科班出身的硕士、博士，白建荣还聘请了多位技术专家：一专多能的“863”项目专家鲁士亮、刘占军，从事显示系统集成研发10余年、曾获国家科技进步奖二等奖的李洪林，能在几分钟内把设计图纸变成精准模型的能工巧匠樊胜利……

为节省经费，白建荣把研发基地搬到北京远郊一个废弃的厂房里，在这里带领团队继续攻关。尽管条件非常简陋，但白建荣团队的研发工作却极为严谨。这从白建荣办公桌上的30个实验笔记本上就可见一斑：每个本子上都写满了详细的实验数据和记录，时间跨度从2002年3月到2023年2月。

2003年加盟该团队的樊胜利，如今已是精通多种技术的骨干人才。他一边仔细察看屏幕热压成型进展，一边记录相关数据。“不同形状、大小的屏幕热压成型所需的时间、温度都不一样，必须详细记录，以便分析对比。”樊胜利介绍。

“现在回想，我们凭的就是一股闯劲。”站在一旁的白建荣接过话头，“每一项技术、每一道工序、每一个模具都进行过无数次的试错试验，耗费了大量的时间和精力。”

“用‘千难万险’来形容，一点都不夸张。”头发灰白的李洪林告诉记者，“宏观上，我们要把几千万根微米级直径的光纤不错位地垂直排列，并做到光学无痕粘接；微观上，既要让几千万根光纤无间隙粘接，又要避免光串扰、双折射等问题，差一点都不行。”

坚持不懈、持续攻关，白建荣团队攻克了一个又一个难关：直径小于0.2毫米的光纤拉制技术，光纤的顺序排列技术，光学复合材料的再结晶凝固技术，成型屏的热处理技术、防变形技术，平面、曲面无缝隙拼接大屏幕的系统集成技术……

最终，白建荣在2014年底试制出第一批比较理想的光纤光波导屏，并拿给相关企业试用。

攻克技术难关，推进光纤光波导屏产业化

然而产品出厂没多久，李洪林就接到客户电话：光纤光波导屏不如刚开始清晰，有时像蒙上了一层雾，怎么调也不清楚。

经过仔细分析，团队判断导致上述问题的是“光串扰”。所谓“光串扰”，是指光纤光波导屏内相邻光纤之间“串光”——某根光纤内的光线“跑”到相邻光纤的内部，并和其中的光线相交叉，影响图像的清晰度。

为找到故障原因，他们用笨办法，一道工序一道工序、一个环节一个环节地排查。起初，团队以为问题的关键在光纤光波导屏毛坯的成型温度上。他们反复调整温度参数，但折腾了几年，图像模糊的问题始终没有得到解决。

这时，研发经费快用完了。技术问题难以解决，经费又捉襟见肘，员工们开始陆续离职，100多人的公司最后只有十几名研发骨干和技术工人留了下来。有人劝白建荣：“这么没日没夜地干，也不一定有结果。”但他依旧坚持，继续苦干、摸索。

白建荣带着团队顺着工艺流程细细摸排，最后把目标锁定在光纤皮层外镀膜上。镀膜材料有好几十种配方，每个配方的试验周期都要一两个月。“那段日子真难熬！”樊胜利告诉记者，调整好配方后，他们把模具和光纤放到加热台上烘干、成型，大伙24小时轮流值班，调节温度、观察变化；中间休息时只能打个盹儿，继续工作……

厂房里一无暖气二无空调，大伙夏天热得一身汗，冬天冻得直跺脚。2022年7月的一天，他们终于把光纤皮层外镀膜的配方调配好，彻底解决了影响屏幕清晰度的“光串扰”难题。

回想研发路上的艰辛，白建荣说，“把光纤光波导屏技术与人工智能、新一代信息技术等相结合，能催生新产业、打造新业态，给人们的生产、生活带来意想不到的改变。我想，我们所有的辛苦都是值得的。”

做成内圆柱面、内圆球面沉浸式显示大屏幕，既可用于大小影院，又可用于展览展示、文化旅游、游戏娱乐、教育培训、模拟仿真、舞台舞美等，打造沉浸式元宇宙视景仿真显示空间；

虚实融合，打造各种视景仿真现实或真三维混合现实景观，可用于各类主题公园；

研制面部表情惟妙惟肖、对话自如的仿真机器人，可在家庭陪护、历史人物复原等方面大显身手；

…………

“总之，光纤光波导屏使‘万物仿真’成为可能。”白建荣对未来充满信心，“经过20多年的技术研发和产品调试，目前主要的技术障碍都已基本解决，下一步就是产业化了。刚开始研究的时候，我就有个梦想——用中国人自主研发的原创显示技术造福全人类。如今，距离这个梦想的实现越来越近了……”

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