激光器水冷机是提供循环冷却水为激光器进行降温的设备。随着激光技术的发展,激光在工业、医疗、国防等领域中广泛应用,半导体激光器(LD)由于具有输出光束质量好、转换效率高、使用寿命长等优点,逐渐成为固态激光器的一个重要种类。但是半导体激光器自身产生的热量严重影响着出光波长、输出功率等输出特性,进而影响半导体激光器的控制精度和使用寿命,因此需要对半导体激光器的温度变化进行严格控制。本课题的以中小功率的半导体激光器的水冷机为研究对象,水冷机采用AT89S52芯片为核心控制器件,采用数字式温度传感器为测温元件,利用了通过改变电流大小和方向来实现制冷和加热的半导体致冷器作为系统执行元件,在控制原理方面,采取了模糊理论和PID控制相结合的方法,利用模糊理论对PID参数进行整定。本论文主要包括以下几个方面:第一,简述了温度对半导体激光器输出特性的影响,介绍了国内外半导体激光器的温度控制的研究进展状况。第二,采用模糊理论和PID控制相结合的方法,利用模糊推理对PID参数进行整定,首先,以临界比例度法确定PID参数的初始值,其次,以实测温度与设定温度之间的偏差以及偏差变化作为水冷机控制器的输入,根据PID各个参数与偏差和偏差变化之间的模糊关系实时调整PID控制中的比例系数、积分时间和微分时间。第三,分别对系统的硬件和软件进行了设计,主要包括温度数据的检测和显示、控制算法的实现和半导体制冷器的驱动等,并对系统的抗干扰问题经行了研究。第四,搭建半导体激光器水冷机的实验平台,对中小功率的半导体激光器进行了多次的温度控制实验研究。通过实验研究表明:本系统在10℃～40℃范围内,测量分辨率高于0.1℃,控制精度高于0.2℃,系统达到稳定的时间大约是3分钟。本课题为中小功率半导体激光器的温度控制提供了一个可行的解决方案。