近日，上海大学微电子学院集成光子芯片团队在《Nano Energy》（中科院一区，影响因子：17.6）上发表了题为“Electret actuators enabling dual functions of optical ranging and audio feedback to elevate non-contact human-machine interactions”的学术论文。该工作报道了一种智能人机交互（HMI）系统，通过将驻极体执行器与激光雷达技术集成，实现了对3D深度信息的智能感知，并提供了音频反馈的实时提醒。这项工作代表了激光雷达技术首次集成到驻极体执行器应用中，展示了智能家居应用领域的新方法。
该研究所开发的人机交互系统取得了几项重要突破：首先，利用驻极体执行器成功实现了光束扫描功能，并进行了3D深度探测，验证了其在激光雷达领域的应用潜力，实现了超过250厘米的探测距离和7.75°的扫描视场。其次，驻极体执行器作为扬声器的性能得到了充分展示，其声压级和方向性等关键特性得到了详细表征。第三，通过概念验证演示，实现了移动物体位置识别与音频反馈功能的实时无缝交互，展示了其在智能家居非接触式人机交互中的应用潜力。这些创新策略为将驻极体应用于激光雷达探测领域开辟了新路径，扩展了薄膜基人机交互系统的应用范围，为其在智能家居领域的应用奠定了基础。
图1 设计概念及应用场景
图2 激光雷达应用演示
该研究的第一作者为上海大学微电子学院2021级硕士研究生许苏梅，钟其泽教授与澳门大学钟俊文教授为共同通讯作者，上海大学为第一署名单位。本工作得到了国家自然科学基金、上海市汽车智能网联交互芯片与系统重点实验室揭榜挂帅项目、上海市智能感知芯片技术协同创新中心解绑挂帅项目的支持。
上海大学集成光子芯片团队负责人为胡挺教授，团队目前有教授3名，副教授3名，在读博士、硕士研究生50余名。团队聚焦集成光子学领域前沿，通过研究基础理论、器件微纳结构与功能，以及CMOS兼容工艺中的关键技术，探索集成光子芯片在高速光通信/光互连、多维智能传感领域的应用。
