CN115752414B - 单片干涉式光学陀螺及其强度补偿方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种单片干涉式光学陀螺及其强度补偿方法，该陀螺包括硅基光学芯片、信号处理电路；硅基光学芯片集成光源、探测器、耦合器、相位调制器、光波导敏感环；光源、第一探测器分别连接第一耦合器a、b口，第一耦合器d口连接第二耦合器a口，第二耦合器c口依次连接相位调制器、光波导敏感环，第二耦合器d口连接第二探测器；信号处理电路依据第一探测器的干涉信号、第二探测器的光强漂移计算光强补偿信息，调制解调输出陀螺转速。本发明通过在集成光学芯片上集成双探测器，采集硅基调制器附加强度调制引入光强变化、硅基光源波长闭环引入的光强变化，综合两项误差量补偿强度误差，抑制单片干涉式光学陀螺强度误差、提升陀螺精度。

Description

单片干涉式光学陀螺及其强度补偿方法

技术领域

本发明属于光学陀螺技术领域，具体涉及一种单片干涉式光学陀螺及其强度补偿方法。

背景技术

集成化光纤陀螺结合了集成光学芯片小尺寸、易于批量生产的优势，与光纤陀螺的高精度优势，具有小型化、高精度、低成本、低功耗优点，成为了国际上新一代光学陀螺的前沿研究热点。

采用硅基集成光学芯片实现光源、探测器、耦合器及调制器等器件的单片集成，不可避免地存在以下几方面的问题：

(1)硅基调制器基于载流子色散效应，在实现相位调制的过程中会产生附加强度调制，这一附加强度调制会影响到陀螺的零位性能；

(2)硅基光源属于有源器件，工作时发热严重，导致波长漂移，进而劣化陀螺的标度因数性能，而目前尚无有效的片上波长测试方案；

(3)单片式陀螺虽然尺寸小，但是发热也很严重，过大的发热劣化陀螺性能，如何降低工作功耗，除了从器件降功耗方面提出解决方案以外，还需要在软件算法上寻求应对措施。

发明内容

针对现有技术中的硅基相位调制器存在附加强度调制以及波长闭环过程中引入强度变化的技术问题，本发明提供了一种单片干涉式光学陀螺及其强度补偿方法，片上集成双探测器进行光强度变化探测，综合光强误差进行补偿。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案如下：

本发明提供了一种单片干涉式光学陀螺，包括硅基光学芯片、信号处理电路；所述硅基光学芯片集成光源、探测器、两个耦合器、相位调制器、光波导敏感环；所述光源、第一探测器分别连接第一耦合器的a、b口，所述第一耦合器的d口连接第二耦合器的a口，所述第二耦合器的c口依次连接相位调制器、光波导敏感环，所述第二耦合器的d口连接第二探测器；所述信号处理电路依据第一探测器的干涉信号、第二探测器的光强漂移，计算光强补偿信息，调制解调输出陀螺转速。

进一步地，所述信号处理电路包括

信号处理模块，用于将第一探测器输出的干涉信号分解为直流分量和交流分量；

光强检测模块，用于依据第二探测器输出的光强漂移、干涉信号分解的直流分量计算光强误差参数；

调制解调模块，用于根据光强误差参数、干涉信号交流分量计算陀螺转速。

进一步地，所述硅基光学芯片还包括鉴频光路，所述鉴频光路连接第一耦合器的c口，所述鉴频光路包括窄带滤波器、第三耦合器、光波导谐振腔、第三探测器，所述窄带滤波器、光波导谐振腔的两端口、第三探测器分别连接第三耦合器的四个端口。

进一步地，所述信号处理电路还包括

标度因数解调模块，用于对第三探测器输出的电压信号进行解调输出标度因数漂移；

PI控制模块，用于根据标度因数漂移进行比例积分获得当前电流和目标电流的差值；

电流控制模块，用于根据当前电流和目标电流的差值计算驱动电流，控制光源的中心波长。

进一步地，所述硅基光学芯片还包括两个半导体制冷器、一个温度传感器，所述光源底部设置半导体制冷器TEC1，所述窄带滤波器和光波导谐振腔底部设置半导体制冷器TEC2，所述温度传感器设置在硅基光学芯片上。

进一步地，所述信号处理电路还包括

测温模块，用于采集温度传感器温度数据；

温度控制模块，用于根据温度数据控制半导体制冷器TEC1、TEC2的工作温度。

本发明还提供了一种单片干涉式光学陀螺的强度补偿方法，包括如下步骤采集光学陀螺干涉信号，计算干涉信号的直流分量和交流分量；

采集光源的光强漂移，结合干涉信号的直流分量计算光强误差参数；

基于光强误差参数、干涉信号交流分量计算陀螺输出。

进一步地，还包括如下步骤

设计鉴频光路采集光源光强偏差信号；

根据光强偏差信号计算标度因数漂移；

根据标度因数漂移，通过比例积分获得当前电流和目标电流的差值；

计算驱动电流，控制光源的中心波长。

进一步地，所述光强误差参数计算公式如下

K_I＝(I_直+I_漂)/(I’_直+I’_漂)

其中，I_漂和I_直为当前采样周期计算得到干涉信号直流分量和光源的光强漂移，I’_直和I’_漂为前一个采样周期计算得到干涉信号直流分量和光源的光强漂移；

所述陀螺输出计算方法如下

D_补偿后＝K_I×D_补偿前

D_补偿前＝σI_交

其中，D_补偿前为强度补偿前的陀螺输出，σ为软件中的陀螺信号处理增益；

所述标度因数漂移ΔK计算公式如下

ΔK＝K_fI_谐振

其中，K_f为鉴频光路增益；

所述驱动电流计算公式如下

i_驱动＝i_当前+Δi

Δi＝K_电路K_fI_谐振

其中，i_当前为采集的当前电流，Δi为当前电流和目标电流的差值，K_电路为信号处理电路电流控制增益。

进一步地，还包括如下步骤

按固定步长设定一组单片干涉式光学陀螺温度超限点；

设定半导体制冷器工作温度；

监测单片干涉式光学陀螺片上温度，若片上温度达到某一温度超限点，则将半导体制冷器工作温度设定为该温度超限点。

本发明与现有技术相比的有益效果：

针对附加强度调制和光源波长闭环时光强误差，本发明通过在集成光学芯片上集成双探测器，探测器1输出干涉信号的直流分量作为硅基调制器附加强度调制引入光强变化(误差量1)，探测器2输出光强漂移作为硅基光源波长闭环引入的光强变化(误差量2)，综合两项误差量，在信号检测电路的陀螺解调环节对强度误差进行补偿，达到抑制单片干涉式光学陀螺强度误差、提升陀螺精度的目的。

针对硅基光源发热引入的热波长漂移导致的标度因数漂移，本发明通过在集成光学芯片上集成鉴频光路，实现波长精密检测，随后在信号检测电路的标度因数解调模块中得到波长漂移量，通过电流控制模块对光源波长进行调谐以补偿光源波长漂移。

针对单片干涉光纤陀螺功耗高的问题，本发明在信号检测电路软件算法中集成温度控制算法，通过对硅基光学芯片的温度进行检测和实时调整，实现陀螺整机功耗的降低，满足单片干涉式光学陀螺的低功耗应用需求。

本发明能够将困扰陀螺精度的零位误差(硅基附加强度调制误差、光强漂移误差)、标度因数误差(硅基光源波长漂移引起)都通过“光学芯片优化+软件算法补偿”方式进行抑制，而且针对功耗高问题，采用“芯片测温+温控算法”方案降低工作功耗。在不显著增加陀螺体积的前提下实现陀螺性能的显著提升，结合单片干涉式光学陀螺本身具备的小型化、低成本优势，本发明提出的干涉式光学陀螺具有极佳的综合性能优势。

附图说明

所包括的附图用来提供对本发明实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本发明的实施例，并与文字描述一起来阐释本发明的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明具体实施例提供的单片干涉式光学陀螺整体结构示意图；

图2为本发明具体实施例提供的陀螺输出解调示意图。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施例进行详细说明。在下面的描述中，出于解释而非限制性的目的，阐述了具体细节，以帮助全面地理解本发明。然而，对本领域技术人员来说显而易见的是，也可以在脱离了这些具体细节的其它实施例中实践本发明。

在此需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与本发明的方案密切相关的设备结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。

本发明提供了一种具有强度补偿功能的单片干涉式光学陀螺，包括硅基光学芯片、信号处理电路；硅基光学芯片集成有光源、探测器、2×2耦合器、相位调制器、光波导敏感环；光源、第一探测器分别连接第一耦合器的a、b口，第一耦合器的d口连接第二耦合器的a口，第二耦合器的c口依次连接相位调制器、光波导敏感环，第二耦合器的d口连接第二探测器；信号处理电路，接收第一探测器的干涉信号、第二探测器的光强漂移，计算光强补偿信息，通过调制解调输出陀螺转速。

本发明通过上述配置，对相位调制器附加强度进行检测，并计算光强补偿信息，实现了陀螺输出适应性修正，得到陀螺强度补偿后的输出。

进一步地，信号处理电路包括信号处理模块、光强检测模块、调制解调模块，

信号处理模块用于将第一探测器输出的干涉信号分解为直流分量和交流分量；

光强检测模块接收第二探测器输出的光强漂移、干涉信号分解的直流分量，计算光强误差参数；

调制解调模块用于根据光强误差参数、干涉信号交流分量计算陀螺转速。

进一步的，硅基光学芯片还包括鉴频光路，鉴频光路连接第一耦合器的c口,鉴频光路包括窄带滤波器、第三耦合器、光波导谐振腔、第三探测器，窄带滤波器、光波导谐振腔的两端口、第三探测器依次连接第三耦合器的a、b、c、d口；

信号处理电路还包括标度因数解调模块、PI控制模块、电流控制模块，

标度因数解调模块对第三探测器输出的电压信号进行解调输出标度因数漂移；

PI控制模块根据标度因数漂移进行比例积分获得当前电流和目标电流的差值；

电流控制模块根据当前电流和目标电流的差值计算驱动电流，控制光源的中心波长，使其与谐振腔谐振波长一致。

本发明通过上述配置，对光源波长进行补偿，解决工作发热导致的波长漂移，提高陀螺标度因数性能。

进一步地，硅基光学芯片还包括半导体制冷器、温度传感器，半导体制冷器TEC1设置在光源底部，半导体制冷器TEC2设置在窄带滤波器和光波导谐振腔底部，温度传感器设置在硅基光学芯片上；

信号处理电路还包括测温模块、温度控制模块，

测温模块接收温度传感器采集的温度数据；

温度控制模块根据温度数据控制半导体制冷器TEC1、TEC2的工作温度。

本发明通过上述配置，根据整个硅基光学芯片的温度对光源和鉴频光路的实际温度进行适应性修正，降低陀螺整机功耗。

本发明还提供了一种单片干涉式光学陀螺的强度补偿方法，包括如下步骤S101、采集光学陀螺干涉信号，计算干涉信号的直流分量和交流分量，直流分量为陀螺每个调制周期所有采样值之和的一半，交流分量为每个陀螺调制周期前半周期采样值之和与后半周期采样值之和的差值。以每个调制周期8个采样点为例，干涉信号直流分量和交流分量计算公式如下：

I_直＝[(A₁+A₂+A₃+A₄)+(A₅+A₆+A₇+A₈)]/2 (1)

I_交＝[(A₁+A₂+A₃+A₄)-(A₅+A₆+A₇+A₈)] (2)

其中，I_直和I_交分别为干涉信号的直流分量和交流分量，A₁、A₂、A₃、A₄、A₅、A₆、A₇、A₈为每个调制周期8个采样值。

陀螺输出具体由干涉信号的交流分量解调得到，具体解调示意如图2所示，调制切换点在探测上产生调制脉冲信号，相邻两次调制信号起点分别产生两次相邻的调制脉冲1尖峰。对第一调制周期的前半周期进行多点采样(具体由调制周期和采样率决定，本实施例以4个采样点为例)，4个采样值进行累加计算作为累加器1，随后对第一周期的后半周期进行4点采样，4个采样值进行累加计算作为累加器2，累加器1与累加器2的差值即为陀螺补偿前的陀螺输出。

本步骤中光学陀螺干涉信号，是光源输出的部分光束进行分光、相位调制，经过光波导敏感环后发生双光束干涉，传输到第一探测器的信号，包括体现光强的直流分量和体现转速的交流分量。

S102、采集光源的光强漂移I_漂，结合干涉信号的直流分量I_直计算光强误差参数K_I，公式如下：

K_I＝(I_直+I_漂)/(I’_直+I’_漂) (3)

其中，I_漂和I_直为当前采样周期计算得到干涉信号直流分量和光源的光强漂移，I’_直和I’_漂为前一个采样周期计算得到干涉信号直流分量和光源的光强漂移。若I_漂＝I’_漂，则说明在连续的两个调制周期内，光源光强没有发生漂移，而由于硅基相位调制器的连续性，必然使得I_直≠I’_直，从而光强误差参数K_I必然非1。

本步骤中，光源的光强漂移是由第二探测器检测第二耦合器分出的光源的一束光中获得的，只有直流分量。

S103、基于步骤102获得光强误差参数K_I，在调制解调模块中结合交流分量，共同得到强度补偿后的陀螺输出，公式如下：

D_补偿后＝K_I×D_补偿前 (4)

D_补偿前为强度补偿前的陀螺输出，具体由公式(2)得到

D_补偿前＝σI_交 (5)

其中，σ为软件中的陀螺信号处理增益。

基于前述单片干涉式光学陀螺的强度调制方法，本发明还提供了一种波长补偿方法，包括如下步骤

S201、探测器3上采集鉴频光路输出的光强偏差信号I_谐振；

S202、根据光强偏差信号I_谐振计算标度因数漂移ΔK，计算公式如下

ΔK＝K_fI_谐振 (6)

其中，K_f为鉴频光路增益，为固定值，具体由谐振腔参数(直径D，长度L)以及光波长、光速决定，具体由实测得到。

S203、根据标度因数漂移，通过比例积分获得当前电流和目标电流的差值Δi，计算公式如下：

Δi＝K_电路K_fI_谐振 (7)

其中，K_电路为信号处理电路电流控制增益。

S204、计算驱动电流，控制光源的中心波长，使其与谐振腔谐振波长一致，驱动电流公式如下

i_驱动＝i_当前+Δi (8)

基于前述单片干涉式光学陀螺的强度调制方法，本发明还提供了一种功耗控制方法，包括如下步骤：

S301、确立单片干涉式光学陀螺低功耗稳态工作点，如25℃、30℃、35℃和40℃，设定对应的温度超限点T₁、T₂......T_n，如对应的分别为30℃、35℃、40℃和45℃；

S302、基于温度传感器传回的温度数据，首先通过软件算法设定控制硅基光学芯片光源部分温度的TEC1和控制硅基光学芯片鉴频光路部分温度的TEC2均为25℃；

S303、陀螺正常工作时，如温度稳定控制在不高于30℃范围内，则说明功耗不超限，此时处于热平衡状态，温度控制算法中仍然维持25℃的设定温度；

S304、陀螺非正常工作时，则光学芯片发热严重，芯片温度将会缓慢升高直到高于30℃，一旦温度传感器达到第一温度超限点，则温度控制算法将跳转到30℃的设定温度，此时TEC制冷电流将会大幅降低，制冷功耗将会降低到一个档次，整机发热将会显著改善，此时温度将会回落；

S305、对芯片温度进行实时检测，热平衡状态下仍然维持原始设定温度点；而一旦温度达到最近的温度超限点，则跳转到下一设定温度超限点，实现功耗的降低，从而达到降低单片干涉式光学陀螺制冷功耗的目的。

下面结合附图和具体实施例，对本发明的技术方案进行详细描述。

本发明提供的一种具有强度调制和波长补偿功能的低功耗单片干涉式光学陀螺，结构如图1所示：在一块硅基光学芯片上集成了光源、探测器、耦合器、窄带滤波器、相位调制器、光波导谐振腔、光波导敏感环、光波导共计8种器件，其功能分述如下：光源在一定温度和驱动电流下实现发光；耦合器1主要实现信号分光作用，将光源发出的光分成两束，第1束光用于光源波长检测，第2束光经耦合器2再分成两束，一束用于陀螺转速检测，一束用于光强漂移检测。耦合器1分束形成的第1束光进入窄带滤波器实现宽谱光的窄带化，以确保光在光波导谐振腔中发生光学谐振效应；光波导谐振腔仅有1圈，用于光频率(波长)鉴别，只有特定频率的光才能通过谐振腔输出，探测器3用于选频后的光强输出，强度越强，则说明传输的光频率越接近谐振腔的谐振频率，其中窄带滤波器、耦合器3、光波导谐振腔和探测器3共同构成鉴频光路，用于实现对光源中心波长的检测。耦合器2分束形成的第1束光进入探测器2，用于光强漂移检测。耦合器2分束形成的第2束光进入相位调制器，再次分为两束，分别形成顺时针和逆时针光波，后经相位调制器进行光相位调制，进入光波导敏感环，为了提升陀螺灵敏度，光波导敏感环由多圈组成，经过敏感环圈传输后，逆时针和顺时针光在相位调制器的两臂发生双光束干涉，最后传输到探测器1上进行光强检测。光波导用于所有功能器件间的光路连接，用于取代传统的光纤光路，改变光学陀螺光路的加工制备工艺，进而降低陀螺制造成本，提高生产效率。

鉴频光路为全硅光波导方案，包括窄带滤波器、耦合器3、光波导谐振腔和探测器3，通过硅基窄带滤波器将谱宽＞30nm的宽谱光转换为谱宽＜0.1pm的窄谱光，随后通过光波导输入进光波导谐振腔中，光波导谐振腔具有特定谐振频率(波长)，当经过窄带滤波器的输出光中心波长在谐振频率(波长)附近时，探测器3输出为谐振信号，具体表现为一定幅度的电压输出，电压越低则光频率(波长)越接近光波导谐振腔的谐振频率(波长)，在信号处理电路中通过对电压进行谐振信号强度解调，实现单片干涉式光学陀螺标度因数的解调。鉴频光路对于外界温度特别敏感，1℃的温度变化将会引起高达10pm左右的波长漂移，本发明通过对窄带滤波器和光波导谐振腔进行精密温度控制，具体通过设置半导体制冷器TEC2实现；此外，光源作为干涉式光纤陀螺中唯一的光信号来源，为了确保光波长的稳定性，需要进行稳定的温度控制，具体通过在光源底部增加TEC1制冷器实现。

实现波长检测和陀螺标度因数解调后还需要根据标度因数漂移量对光源的驱动电流进行实时调节以补偿波长漂移引入的标度因数误差，具体实现为：将标度因数漂移作为误差量作为PI控制的输入，产生的将是当前电流和目标电流的差，通过电流控制，实现光源中心波长对谐振腔谐振波长的闭环，从而稳定陀螺的标度因数。

在电流闭环过程中对于光源驱动电流的调谐会导致光源输出光强的变化，产生光强漂移，该光强漂移通过探测器2探测输出，而硅基相位调制器在相位调制过程中不可避免地引入附加强度调制，进而也会产生调制光强变化，该变化大小通过探测器1输出的干涉信号中的直流分量得到，其直流分量直接反应在硅基相位调制过程中引入的附加强度变化。将电流闭环过程中引入的光强漂移和干涉信号直流分量解调信号作为光强检测模块的输入，进而按照光强度引入的陀螺误差公式得到光强误差，在调制解调模块中综合考虑该光强误差对陀螺输出进行适应性修正，作为光强误差补偿后的陀螺输出。

为了实现陀螺整机的低功耗，需要根据整个硅基光学芯片的温度对光源和鉴频光路的实际温度进行适应性修正。初期，温度控制模块通过TEC1和TEC2对光源和鉴频光路进行恒温25℃的温度控制，此时整机功耗正常，而当整机功耗过大时，此时陀螺整机的发热会导致光学芯片的温度升高，此时TEC1和TEC2会不断地增大制冷电流实现恒温控制，工作在最大制冷电流下，当最大制冷电流工作下尚不足以稳定光源和鉴频光路温度时，此时光学芯片的温度会呈现出较大的温升，通过在信号处理电路测温模块中设定温度超限点，一旦检测到光学芯片的温度达到该温度超限点，则温度控制模块在目前温控基础上增加设定温度值，在此状态下，由于设定温度和实际温度差降低，从而导致TEC1和TEC2的制冷电流降低，从而达到降低陀螺整机功耗的目的，整机功耗降低后，则硅基光学芯片的温度不再继续抬升，而是达到热平衡状态，此时制冷器维持较低的制冷电流。

本发明针对单片式干涉光纤陀螺的相关问题，提出一体化解决方案，具体包括：

针对附加强度调制和光源波长闭环时光强误差，本发明通过在集成光学芯片上集成双探测器，探测器1干涉信号的直流分量作为硅基调制器附加强度调制引入光强变化(误差量1)，探测器2的光强漂移作为硅基光源波长闭环引入的光强变化(误差量2)，综合两项误差量，在信号检测电路的陀螺解调环节对强度误差进行补偿，达到抑制单片干涉式光学陀螺强度误差、提升陀螺精度的目的。

针对硅基光源发热引入的热波长漂移导致的标度因数漂移，本发明通过在集成光学芯片上集成鉴频光路，实现波长精密检测，随后在信号检测电路的标度因数解调模块中得到波长漂移量，通过电流控制模块对光源波长进行调谐以补偿光源波长漂移。

针对单片干涉光纤陀螺功耗高的问题，本发明在信号检测电路软件算法中集成温度控制算法，通过对硅基光学芯片的温度进行检测和实时调整，实现陀螺整机功耗的降低，满足单片干涉式光学陀螺的低功耗应用需求。

如上针对一种实施例描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施例中使用，和/或与其它实施例中的特征相结合或替代其它实施例中的特征使用。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤、组件或其组合的存在或附加。

这些实施例的许多特征和优点根据该详细描述是清楚的，因此所附权利要求旨在覆盖这些实施例的落入其真实精神和范围内的所有这些特征和优点。此外，由于本领域的技术人员容易想到很多修改和改变，因此不是要将本发明的实施例限于所例示和描述的精确结构和操作，而是可以涵盖落入其范围内的所有合适修改和等同物。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

本发明未详细说明部分为本领域技术人员公知技术。

Claims (8)

1.一种单片干涉式光学陀螺，其特征在于，包括硅基光学芯片、信号处理电路；所述硅基光学芯片集成光源、两个探测器、两个耦合器、相位调制器、光波导敏感环；所述光源、第一探测器分别连接第一耦合器的a、b口，所述第一耦合器的d口连接第二耦合器的a口，所述第二耦合器的c口依次连接相位调制器、光波导敏感环，所述第二耦合器的d口连接第二探测器；所述信号处理电路依据第一探测器的干涉信号、第二探测器的光强漂移，计算光强补偿信息，调制解调输出陀螺转速；

所述信号处理电路包括

信号处理模块，用于将第一探测器输出的干涉信号分解为直流分量和交流分量；

光强检测模块，用于依据第二探测器输出的光强漂移、干涉信号分解的直流分量计算光强误差参数；

调制解调模块，用于根据光强误差参数、干涉信号交流分量计算陀螺转速；

所述硅基光学芯片还包括鉴频光路，所述鉴频光路连接第一耦合器的c口，所述鉴频光路包括窄带滤波器、第三耦合器、光波导谐振腔、第三探测器，所述窄带滤波器的一端、光波导谐振腔的两端口、第三探测器的一端分别连接第三耦合器的四个端口，所述窄带滤波器另一端与第一耦合器的c口连接，所述第三探测器的另一端连通信号处理电路；

所述信号处理电路还包括

标度因数解调模块，用于对第三探测器输出的电压信号进行解调输出标度因数漂移；

PI控制模块，用于根据标度因数漂移进行比例积分获得当前电流和目标电流的差值。

2.根据权利要求1所述的单片干涉式光学陀螺，其特征在于，所述信号处理电路还包括

电流控制模块，用于根据当前电流和目标电流的差值计算驱动电流，控制光源的中心波长。

3.根据权利要求2所述的单片干涉式光学陀螺，其特征在于，所述硅基光学芯片还包括两个半导体制冷器、一个温度传感器，所述光源底部设置半导体制冷器TEC1，所述窄带滤波器和光波导谐振腔底部设置半导体制冷器TEC2，所述温度传感器设置在硅基光学芯片上。

4.根据权利要求3所述的单片干涉式光学陀螺，其特征在于，所述信号处理电路还包括

测温模块，用于采集温度传感器温度数据；

温度控制模块，用于根据温度数据控制半导体制冷器TEC1、TEC2的工作温度。

5.一种单片干涉式光学陀螺的强度补偿方法，其特征在于，采用权利要求1～4中任一项所述的单片干涉式光学陀螺，包括如下步骤

采集光学陀螺干涉信号，计算干涉信号的直流分量和交流分量；

采集光源的光强漂移，结合干涉信号的直流分量计算光强误差参数；

基于光强误差参数、干涉信号交流分量计算陀螺输出。

6.根据权利要求5所述的强度补偿方法，其特征在于，还包括如下步骤设计鉴频光路采集光源光强偏差信号；

根据光强偏差信号计算标度因数漂移；

根据标度因数漂移，通过比例积分获得当前电流和目标电流的差值；

计算驱动电流，控制光源的中心波长。

7.根据权利要求6所述的强度补偿方法，其特征在于，所述光强误差参数计算公式如下

K_I＝(I_直+I_漂)/(I’_直+I’_漂)

其中，I_漂和I_直为当前采样周期计算得到干涉信号直流分量和光源的光强漂移，I’_直和I’_漂为前一个采样周期计算得到干涉信号直流分量和光源的光强漂移；

所述陀螺输出计算方法如下

D_补偿后＝K_I×D_补偿前

D_补偿前＝σI_交

其中，D_补偿前为强度补偿前的陀螺输出，σ为软件中的陀螺信号处理增益；

所述标度因数漂移ΔK计算公式如下

ΔK＝K_fI_谐振

其中，K_f为鉴频光路增益；

所述驱动电流计算公式如下

i_驱动＝i_当前+Δi

Δi＝K_电路K_fI_谐振

其中，i_当前为采集的当前电流，Δi为当前电流和目标电流的差值，K_电路为信号处理电路电流控制增益。

8.根据权利要求7所述的强度补偿方法，其特征在于，还包括如下步骤按固定步长设定一组单片干涉式光学陀螺温度超限点；

设定半导体制冷器工作温度；

监测单片干涉式光学陀螺片上温度，若片上温度达到某一温度超限点，则将半导体制冷器工作温度设定为该温度超限点。