EDFA（掺铒光纤放大器）以及拉曼放大器使光纤中传递信息的容量和距离又有了进一步的发展。作为它们的核心器件，半导体激光器具有转换效率高、体积小、重量轻、可靠性高、能直接调制及与它半导体器件集成能力强等特点。半导体激光器被广泛用于光谱、通信、激光雷达等领域。要获得这种高效而稳定的激光光源，除了稳定的腔形设计外，许多影响因素（机械振动、空气扰动、外界温度）都必须考虑在内。其中，腔内各晶体元件及腔体温度的精确控制对激光器的稳定性起着不可忽视的作用。同时，环境温度的波动不仅能引起供给电流的波动，还会使激光器的阈值电流、量子效率、输出波长和输出功率发生很大的变化。对于半导体激光器在任何领域的应用，总是希望它能长期稳定地工作。实际使用的半导体激光器并不能达到人们的意愿，除去激光器本身的性能因素外，造成器件退化和不稳定的因素很多，如环境温度不稳定、驱动电流波动、频繁的浪涌冲击以及散热等问题。因此半导体激光器的稳恒控制显得极为重要。半导体激光器稳恒控制系统包括恒电流控制、恒功率控制和恒温度控制三个方面。本论文属于恒温控制系统的设计与研究范畴。恒温控制系统包括线性模式和开关模式。开关模式与线性模式相比具有效率高、热功耗小的优点。本文的研究内容是开关式恒温控制系统的驱动部分。本论文的主要工作是为开关式半导体激光器温度控制系统的整体设计提供铺垫。采用开关模式驱动TEC，可构成半导体激光器开关式恒温控制系统的核心部分。针对温控系统核心器件TEC的驱动问题，本文设计了一种以单片机为控制核心的数字PWM功率驱动电路。数字脉宽调制功率驱动器能够提供双向的、大小精密可调的电流，从而控制TEC实现精密的温度控制。同时，为了防止功率驱动器中的MOSFET H－桥桥臂出现“直通”现象，本文设计了一种精度高、结构简单的“防直通”驱动电路。首先，本文从研究半导体激光器恒温控制系统的意义出发，对国内外半导体激光器恒温控制器产品现状进行了分析，详细阐述了半导体激光器组件安装以及TEC、散热片等元件的选择依据。然后，本文论证了驱动电路－数字PWM功率驱动器的数学模型，详细分析了数字PWM功率驱动器的各个单元电路设计原理，包括：控制部分、电压－脉宽转换部分、驱动末级部分、微机通讯部分和数据采样部分电路，并且给出了相应的实验数据。此外，为了能让数字PWM功率驱动器在半导体激光器的<WP=65>温度控制系统中得到应用，本文还在软件两方面做了一定的论证。在热敏电阻的非线性拟合、模糊PID控制算法以及RC数字滤波器的设计三个方面进行了软件编程。利用软件模拟，拟合算法和RC数字滤波器都得出了比较好的拟合和滤波效果。模糊PID控制算法在温度控制系统中的应用需要在进一步的实验中继续研究。