接下來的幾年里，科研院所的科研人員與企業(yè)技術(shù)人員、工人密切合作，攻克了高量子效率的光陰極制備、微通道板及其組件制備與處理、低放射性本底無鉀大尺寸玻殼研制等多個技術(shù)難題。

北方夜視總經(jīng)理孫建寧說：“公司2016年開始生產(chǎn)線建設(shè)，幾個月就建好了，其中的生產(chǎn)設(shè)備都是我們自主研發(fā)找廠家定制的?！?/p>

在光電倍增管這個行當(dāng)，國內(nèi)當(dāng)時可供選擇的企業(yè)很少。20世紀(jì)60年代，中國還有2家工廠能夠生產(chǎn)光電倍增管。80年代起，日本的濱松公司研制出了20英寸的光電倍增管，引領(lǐng)了整個光電倍增管技術(shù)的潮流，使其成為世界上最好的光電倍增管生產(chǎn)企業(yè)。后來，日本濱松在北京成立合資公司，從事光電倍增管的生產(chǎn)和銷售，原來的幾家國內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)逐漸凋零，舉步維艱。

據(jù)錢森回憶，當(dāng)時中國科學(xué)院高能物理研究所小組把能調(diào)動的資源都調(diào)動起來，科研人員駐扎到工廠，甚至把北京實驗室的設(shè)備也搬到了南京和西安的生產(chǎn)現(xiàn)場。

在光電倍增管研制、工程化和批量生產(chǎn)環(huán)節(jié)，全體合作組成員密切合作，不斷優(yōu)化工藝和提高成品率，使得探測效率由早期的27%穩(wěn)步提高到30%，成品率由原來的50%逐步提高到80%，達(dá)到電真空器件的國際領(lǐng)先水平。

為了實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，光電倍增管合作組后續(xù)又不斷開發(fā)新的光電倍增管產(chǎn)品，應(yīng)用到核技術(shù)、醫(yī)療診斷、石油勘探、環(huán)境保護(hù)等更為廣闊的領(lǐng)域，帶動了上下游企業(yè)的發(fā)展。

當(dāng)時，國際上能生產(chǎn)20英寸光電倍增管的只有日本濱松公司一家，性能達(dá)不到要求，售價也高達(dá)5萬元左右一只。江門中微子實驗計劃采用2萬只20英寸的光電倍增管，單單采購成本就會高達(dá)10億元人民幣。

與此同時，王貽芳聽從專家建議引進(jìn)了劉術(shù)林。劉術(shù)林在微通道板領(lǐng)域有著非常深厚的理論功底和技術(shù)積累，對相關(guān)產(chǎn)業(yè)界也十分熟悉，是國內(nèi)這方面的頂級專家。

“工廠工人一邊做樣品，科研人員就一邊在現(xiàn)場進(jìn)行中間環(huán)節(jié)的測試，然后通過數(shù)據(jù)告訴他們哪個環(huán)節(jié)有問題，哪個方向值得改進(jìn)，哪個工藝可能會更好。”錢森說，“這種緊密的合作方式，促使我們高效率解決了很多難題。”

王貽芳說：“為了實現(xiàn)這個目標(biāo)，我們需要建設(shè)一個巨大的探測器，把光收集效率提高到大亞灣中微子實驗的10倍，也是國際最高水平的5倍。為此，探測器中用到的核心器件——光電倍增管的光子探測效率需提高到30%，是當(dāng)時國際水平的2倍?！?/p>

“如果我們自己不能生產(chǎn)大尺寸、高性能光電倍增管，一切都將受制于人?！敝袊茖W(xué)院高能物理研究所研究員錢森說。他是江門中微子實驗光電倍增管研制項目核心成員之一。

幸運的是，之前因為任務(wù)太忙沒能合作成功的一家企業(yè)——北方夜視技術(shù)股份有限公司(現(xiàn)為北方夜視科技(南京)研究院有限公司，以下簡稱“北方夜視”)又表示愿意來試一試。

2011年底，由中國科學(xué)院高能物理研究所牽頭，北方夜視、中國科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所、中核控制系統(tǒng)股份有限公司和南京大學(xué)等單位組成的光電倍增管產(chǎn)學(xué)研合作組正式成立。合作組建立了全新的合作模式，制定了章程，并預(yù)先討論了未來如何確定成果和收益分配比例，以避免可能產(chǎn)生的爭議，同時鼓勵大家全力以赴，將來以貢獻(xiàn)論分配。

達(dá)到要求的樣管只是樣管而已，關(guān)鍵是企業(yè)有沒有能力進(jìn)行批量生產(chǎn)，能不能把上萬只20英寸的光電倍增管按時且保質(zhì)保量做出來？

受一個研制大面積微通道板探測器項目的啟發(fā)，王貽芳勾畫了一個概念設(shè)計，采用微通道板收集電子，其思路不同于主流的 “打拿極”型的光電倍增管。

加拿大28历史50002008年，正在推進(jìn)大亞灣中微子實驗建設(shè)的王貽芳團(tuán)隊，同時也開始謀劃未來接班的江門中微子實驗。與大亞灣中微子實驗尋求新的中微子振蕩模式不同，江門中微子實驗的主要目標(biāo)是測量中微子質(zhì)量順序。

仔細(xì)復(fù)盤和分析后，王貽芳團(tuán)隊認(rèn)為，“不是設(shè)計思路不行，基本原理都已得到驗證，主要還是制作工藝不行?！闭业疥P(guān)鍵問題后，他們又開始了新一輪的嘗試。

“這家企業(yè)有微通道板的生產(chǎn)經(jīng)驗，雖然他們沒有做過光電倍增管，但他們有意愿和能力做這件事情?！蓖踬O芳說，“我覺得這一點非常重要，關(guān)鍵是你是不是真的下決心愿意做一件前人沒有做過的事情?！?/p>

2008年10月，當(dāng)時還在中國科學(xué)院高能物理研究所攻讀博士學(xué)位的錢森即將畢業(yè)，王貽芳建議他留下來參與江門中微子實驗光電倍增管的研制。

王貽芳團(tuán)隊查詢資料，參加各種會議，訪問了許多研究所和企業(yè)，尋求合作。但這樣一個新穎的設(shè)計，卻多次被洽談合作的企業(yè)拒絕，理由五花八門。要么是“任務(wù)太忙”，要么是“沒聽說過，這一點兒都不靠譜”。

功夫不負(fù)有心人。2020年9月7日，北方夜視承擔(dān)的訂單任務(wù)按時完成，全部發(fā)貨到位于廣東的江門中微子實驗光電倍增管測試現(xiàn)場。

歷經(jīng)4年艱苦卓絕的攻關(guān)，第一個20英寸樣管終于研制成功。這期間，合作組先后召開39次會議，進(jìn)行了8次聯(lián)合攻關(guān)，完成了150多個研制階段的報告。

進(jìn)而，王貽芳、錢森等又進(jìn)一步細(xì)化了設(shè)計，開展了模擬驗證，確認(rèn)設(shè)計沒問題。半年后，他們申請了發(fā)明專利，并順利獲得了中國、俄羅斯、美國、日本、歐盟等國家和地區(qū)的發(fā)明專利授權(quán)。