一手催生光纖產品  各大廠競相追趕

當高錕博士掌握了關鍵技術並為催生光纖產品的商業化而四處尋求合作廠商時，康寧公司曾與一般的玻璃製造業者一樣地認為該項技術根本不可行。據說即使在康寧總部成堆的歷史檔案裡努力翻查，也只有兩頁簡短的篇幅描述高錕發表的論文。但是從美國專利資料庫的檢索結果來看，康寧公司同時間也申請了許多光纖相關的專利，這其中顯然有一段不為人知的故事;康寧公司對於這一項新興技術似乎是採取表面上潑冷水，私底下卻猛划水的策略!

依據康寧公司的官方網頁顯示，1960年代中，來自英國郵政局的客戶向康寧公司提出製造信號衰減率為每公里低於20分貝(dB)的光纖之需求。於是康寧公司私下召集了三位專家，即Robert Maurer、Donald Keck 和 Peter Schultz，通力合作於1970年研發出該低損失光纖。多年來，康寧公司於光纖網路事業中獲利極為豐厚，遂於2010年的官網上慶祝其通訊光纖發明40周年紀念。美中不足的是，該網頁中也未有隻字片語提及高錕博士領先業界的貢獻。

以這三位玻璃業專家為主的研發團隊共為康寧公司產出400多件光纖技術專利，其中為首的光纖波導專利於1972年獲證，其名稱為“FUSED SILICA OPTICAL WAVEGUIDE”(矽材熔合之光學波導)，專利號碼為US3659915。該光纖製造方法之專利則於1973年獲證，其名稱為“METHOD OF PRODUCING OPTICAL WAVEGUIDE FIBERS”(生產光學波導光纖的方法)，專利號碼為US3711262。由此看來，康寧公司動作之快，顯然是在1966年受到高錕發表的波導論文之啟發而苦苦追趕。當然啦，這件事並不影響康寧公司在全球玻璃陶瓷業界的龍頭地位。

圖四、矽材熔合之光學波導

資料來源: USPTO, 3,659,915 號專利

如圖四所示，為康寧公司首件有關於光纖技術專利的實施例與圖式，標號20為纖殼，標號30為纖芯。該專利說明書中，主要的內容是揭露以矽材料製作玻璃光纖時，其纖芯的折射率必須略大於纖殼，以減少漏光的損失。同時，纖芯與纖殼的折射率可以經由特定的金屬或者是金屬氧化物進行參雜(doping)製程以達到控制折射率大小的目的，參雜材料則例如有銫(Cesium) 或銣(Rubidium)，二氧化鈦(titanium oxide),氧化鉭(tantalum oxide),氧化錫(tin oxide),氧化鈮(niobium oxide),氧化鋯(zirconium oxide),氧化鐿(ytterbium oxide),氧化鑭(lanthanum oxide)或氧化鋁(Aluminum oxide)等。

另一方面，精於市場情報蒐集的日本，也不甘人後而另闢蹊徑，其知名的化工廠商住友(Sumitomo)公司在1975年以名稱 “METHOD OF PRODUCING AN OPTICAL TRANSMISSION LINE”(生產光學傳輸線的方法)獲得日本業界的首件光纖波導技術之專利證書，專利號碼為US3877912，該專利在說明書的發明背景一欄中即引用了前述康寧公司的專利US3659915。

圖五、生產光學傳輸線的方法

資料來源: USPTO, 3,877,912 號專利

如圖五所示，為住友公司首件有關於光纖技術專利的實施例與圖式。該專利說明書中，主要的內容是揭露以矽材料製作玻璃光纖時，該光纖包含3層結構，標號1為纖殼，標號2為纖衣，標號3為纖芯，纖衣的製程方法是將纖芯表面參雜二氧化鈦，再置入高溫爐管中長出一透明薄層，其折射率必須略高於纖芯與纖殼，同時纖衣的厚度僅為傳輸光波波長的數十倍而已。

此外，另一家日本的紡織化工廠商三菱麗陽(Mitsubishi Rayon)公司則利用聚甲基丙烯酸甲酯(polyethylmethacrylate，簡稱PMMA)和重氫化PMMA(或稱壓克力)等塑化類聚合物作為纖芯(core)的材料，再將其傳輸損耗降低至300 dB/km以下，才達成塑膠光纖的工業應用標準，此一事件對全球光纖產業的影響相當重大。1978年，首創塑膠光纖技術的美國杜邦(DuPont)公司決定出售其自1968年開始創立的塑膠光纖事業單位與專利給日商三菱麗陽。從此，該塑膠光纖市場的競爭趨勢因而丕變。

相較於玻璃光纖，塑膠光纖的價格較為低廉，但相對地漏光量也較大，易受環境溫度的影響而劣化，壽命雖短卻能迎合消費性產品的需求，為日商賺取了不少利潤。現今的塑膠光纖多用於設備系統內部的感測器(sensor)，光電開關(opto-electrical switch)，監視系統、區域網路(local area network：LAN)等短距離的信號或資料傳輸運用，外加廣告招牌之類的藝術照明用途。

言歸正傳，以一位華裔科學家而言，如何本著不卑不亢、不偏不倚的態度，乃至於不屈不撓的精神與西方先進國家的科技菁英們共事，高錕先生胸中的文化內涵必有其過人之處。

高錕先生一生從事科研與教學工作，從沒有因為發明了光纖技術而仿照西方資本主義的功利作風，蓄意藏私而為自行籌資創業鋪路;換言之，光纖技術的發明與專利並沒有為他帶來巨大的財富。黃美芸女士表示，當初是為ITT英國公司工作，專利權就屬於公司所有，對此並沒有什麼特別的遺憾或怨言。這件事充分證明高錕先生實踐了儒家思想所謂「受人之託，忠人之事」的精神。平實而言，一般人若有如此之機遇，要在學術桂冠與財團富豪之間做個明智的抉擇，實屬不易之事。

儘管成就斐然，高錕博士仍然以一付謙謙君子之風告訴記者們:千萬不要盲目相信專家，要有自己的獨立思考。譬如我說，光纖在一千年之後還會被應用，大家便不應該隨便相信我，要有自己的看法和信念。

依照目前的科學技術看來，無線通訊仍不易克服電磁波傳輸能量於空氣中會快速衰減的問題。在未來很長的一段時期，人類仍然需要依賴光纖通訊的技術去成就更龐大的資料傳輸與運算系統的研發，不論該系統用於何種目的。

光纖通訊技術的發明還促成了「高階數位多工」(High Order Digital Multiplex)技術的發展以及高性能「光電元件」(Opto-Electronic Device)的開發，這些成果更快速地提升了光纖通訊的技術條件。若以1978年啟用，橫跨大西洋的最後一個銅質電纜TAT-7為例，其容量為4000 通話務；而1988年開放的第一個光纖光纜TAT-8則提升為十倍的能力。90年代後期，新一代光纖通信系統可攜帶的話務數量更以百萬計數，目前已研發出的光纖光纜，其傳播速度可高達每秒兆位元之容量!

回顧與反思 

回想1970年代，我國內的玻璃工業正要進入成長期的階段，與同一時期的日本旭硝子集團並列為亞洲玻璃工業之兩大巨擘。處其時，我們在石油危機的衝擊下推動十大建設，當時的政府高層官員有幸相中半導體產業的潛力，卻未能及時支援高錕先生發展光纖產業的理想，這才是令人扼腕嘆息之處。試問，現在的政府官員們對於產業政策與當前的經濟困境，可還有些許的回顧與反思的能力呢?

有鑑於近年來奸商財團勾結政客操弄社會經濟資源，筆者以為，台灣人民必須從惡質選舉文化和訟棍治國無方導致扭曲式民主政治的口號中覺醒，並導入以科技救國和澄清法治為優先之施政方針，方能實現全面振興經濟並及於司法公平正義之精神，使我中華民國重新掌握全球競爭力之優勢，並成為華人世界政經發展之楷模，願以數句忠言與讀者們共勉之。

作者： 胡竹林 現任： 北美智權教育訓練處 資深研究員 經歷： 高通顯示器 微機電顯示器資深經理 華晶科技 工程部經理 友達光電 資深工程師 加州大學洛杉磯分校 電機研究所碩士

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