基于多功能量子阱二极管器件的氮化镓光电融合手势通信系统

阮俊辉， 许胜利， 尹嘉祺， 石家伟， 蒋呈祥， 严嘉彬， 王永进， 石帆（南京邮电大学江苏省氮化镓光电集成国际合作联合实验室）

摘要：设计并实现一种基于多功能氮化物二极管器件的光电融合手势通信系统。该系统包含由多功能量子阱二极管器件组成的可穿戴手势识别传感模块以及无线光通信（WOC）链路。其中，手势识别部分利用片上集成氮化镓光电子器件作为光发射和光接收，融合塑料光纤传感器，实现对手指弯曲的感知，并通过单片机读取和识别手势信息，实现手势精准识别。随后，将手势信息经串口输出，对信号进行频移键控（FSK）调制后驱动蓝光发光二极管（LED）发光，串口波特率为1200 Baud，FSK 载波频率分别为42 kHz 和84 kHz；接收端通过绿光LED 探测，演示1.5 m 水下信道传输，误码率低于10-4。该系统的总功耗约为13.2 W。所提基于氮化物二极管器件的手势传感和通信架构为构建低成本人机交互系统提供可行的解决方案，在水下救援和人机交互等场景中具有潜在的应用价值。

关键词：光电融合；片上集成；手势通信；无线光通信