随着半导体激光器的不断发展,人们对于大功率激光器的需求越来越紧迫。经过了几十年的发展,大功率半导体激光器已经取得了突破性的进展,输出功率和光电转换效率都得到了极大的提高。在中红外领域,量子级联激光器凭借其优点,成为中红外大功率激光器的主要光源之一。随着大功率激光器的发展,人们对于大功率高性能激光器的驱动控制系统的输出功率和性能参数有了进一步的要求,如何设计性能优越的控制系统对于中红外大功率激光器具有十分重要的意义。首先,介绍了大功率半导体激光器(包括量子级联激光器)的基本情况,介绍了中红外大功率激光器的国内外研究现状。接着根据激光器驱动的具体要求,提出了中红外大功率激光器控制系统的总体设计方案。其次,对控制系统的工作方式进行模型分析,通过对量子级联激光器模型和TEC温控模型的理论分析,比较了激光器在连续工作和间歇工作两种模式下的模块性能,确定了激光器系统最终的工作方案,包括了选用的激光器数量、采用了间歇工作的方式以及三级TEC级联的温控方案。再次,详细地描述了中红外大功率控制系统的硬件和软件设计方案。其中,硬件部分主要包括MCU控制系统、电源系统、激光器驱动系统、TEC温控驱动系统、信号采集系统以及通信系统。针对每一部分硬件电路,根据系统要实现的功能,从设计原理到器件选型做出了详尽的描述。电源系统根据供电要求,设计了相应的保护电路。激光器驱动系统产生频率、占空比可调的PWM波,并通过调节PWM脉冲的幅值来调节驱动激光器的工作电流大小。TEC温控驱动系统采用通过控制MOS管开关的方式,实现TEC的制冷或制热。信号采集系统实时地采集系统各部分的工作状态以及系统的温度值、激光器发光的光强值,确保各部分工作正常。软件部分主要包括主程序设计、激光器驱动程序设计、TEC驱动程序设计、A/D采集程序设计以及通信程序设计。本文针对各部分软件要实现的功能,给出了具体的编程方案和程序流程图。最后,对激光器驱动系统进行了硬件电路调试和软件调试,根据调试结果,验证控制系统设计方案的可行性,并且根据调试过程中出现的问题,提出了进一步的改进方案。