在上海波汇科技有限公司的实验室里，有一块地板已被磨得泛白发亮——长年泡在实验室，公司产品部总工程师张成先的日常就是与电路板、代码和光纤打交道，不断调试、验证，一步步把图纸上的设想变成现实。
从温度感知到振动识别，让光纤拥有“听觉”和“触觉”
2007年，张成先加入刚刚起步的波汇科技，成为最早一批投身自研产品开发的技术骨干。自那时起，他与公司的成长轨迹紧密交织，18年来专注于光电传感领域新产品的研发和导入，几乎参与每一代核心产品的研发，已申请专利30项、授权专利22项。
他所参与开发的分布式光纤线型感温火灾探测系统，能够实现几十公里范围内的温度连续监测。“当地铁隧道里的电缆、环境或变电站的温度发生变化时，系统能实时感知，并在火灾发生的第一时间自动联动报警设备，为隧道安全提供关键保障。”张成先介绍。
除了温度之外，光纤还能“听”到外界的动静。另一套同样由张成先参与开发的分布式光纤智能入侵探测系统，可通过光纤感知外部振动，如有人在管道上打孔偷油、盗油，或挖掘机施工时靠近管线，系统都能精准定位异常点，在石化厂区、油库和管道站场等场所发挥着巨大作用。
“研发真正难的是‘从0到1’。”张成先说，以分布式光纤传感技术为例，他带领团队从大量文献中发现线索，进行技术预研，先绘出初步设计框架，再通过实验逐一攻克关键难题，形成详细设计方案后，与工程师合作推进产品化。“在实验过程中，一旦光电系统信号发出预警，很难判断是软件、电路还是光学模块的问题，就必须靠经验判断，再辅以大量实验交叉验证，排查到底。”最终，这款产品获得了上海市技术发明奖一等奖。
这样的研发过程并非个例，而是他这些年来工作的日常节奏。在他看来，公司真正的技术壁垒在于整体系统的复杂性。从最底层的光学、电学、嵌入式信号处理，到中层的算法、报警逻辑、第三方系统接口，再到顶层的软件平台，每一环都需深度集成，不能有短板。而每一个新产品的诞生，几乎都要经历从无到有的反复试错。“不像一些标准化产品，我们往往没有现成的路径可参考，只能靠实验不断验证、调整，再验证。”张成先说。
去年，由他自主研发的“一种长距离布里渊光时域分析分布式光纤传感系统”获国家知识产权局授予专利。该系统的问世，标志着光纤传感技术迈入一个新的发展阶段。布里渊技术是一种利用光波与物质相互作用的光纤传感原理，能够实现对温度、应变等物理量的高精度测量，并拥有极强的抗干扰能力和远距离探测能力，适用于铁路隧道、石油管道、电网等关键领域。
从黑暗隧道到荒山野岭，科研也需要“打怪”精神
做研发不仅要在实验室泡着，还需要经常奔赴一线现场。张成先记得，十多年前在外场实地测试分布式光纤振动传感系统时，收到系统报警，报警点位于荒山野岭，管线又未铺设在道路上。他与其他同事一起带着棍子打草开路，在炎热的山林中穿行，到达报警点时，发现原来是附近农户在为种植果树开挖土地，恰好在管线附近动用了挖掘机。
加班更是张成先的工作常态，但他却对研发团队立下一个“铁规矩”：不要一个人加班。这个规定来源于他的一次亲身经历。某个周末，他独自在实验室焊接电路时，意外碰到裸露线路，手中的焊锡丝瞬间熔化，导致整个公司都跳电，他本人也被电得半边身子发麻。那次事故之后，他深知安全才是所有创新的底线。
作为研发总工，张成先不仅承担项目的整体把关工作，还负责年轻工程师的培养。他学习以前师傅带他的方法，针对新入职的毕业生，指定一本专业书籍，定期让他们讲解汇报，帮助他们掌握未来工作中会用到的知识点；也会布置真实测试任务，鼓励他们边做边学，边做边发现问题，“研发人员一定要对没掌握的东西有好奇心”。
18年来在光电传感领域的坚持和探索，并未让他感到厌倦。“每解决一个难点，就像在游戏里打怪升级一样，很有成就感。”张成先举了一个最近的例子，在开发一款光学器件驱动模块时，遇到设备中需嵌入近百个器件，导致功耗严重超标。为了降低能耗，他大胆尝试了一种“听起来有点邪门”的设计思路，结果成功将功耗压缩到原来的十分之一，“虽然这并不是颠覆性突破，但能把一个难啃的问题一点点解决掉，依然特别让人开心”。
人物小传
张成先，上海波汇科技有限公司高级光学工程师、产品部总工，专注于光电传感领域新产品的研发及导入，先后获评上海市技术发明奖一等奖、上海市科技进步奖三等奖、上海市重点产品质量攻关成果三等奖等。
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