原子干涉仪已经成为一种高精度测量的工具并被广泛应用于科学研究和技术应用领域。半导体激光器作为原子干涉仪的重要组成部分,其频率和幅度稳定度都都直接决定干涉仪的性能。高性能原子干涉仪的发展离不开稳定可靠的激光器系统。本论文以原子干涉仪用半导体激光器的智能稳频系统为题,开展了半导体激光器频率控制的系统性研究工作,取得的创新性成果主要有以下几个方面:(一)设计了数字声光调制器驱动源,编写了控制程序。实验测量了数字声光调制器驱动源的相位噪声,用阿伦方差评估了驱动源的频率稳定性,研究了影响DDS(直接数字式频率合成器)频率稳定度的关键因素。着重设计了 DDS中的关键电路-五阶椭圆带通滤波器,利用网络分析仪分析了五阶椭圆带通滤波器的s参数,结果优于同类商品仪器。(二)设计了一套基于Lock_in(锁相放大)原理的饱和吸收稳伺服稳频电路。研究了外腔稳频半导体激光器的频率、温度响应、线宽等特性。建立了饱和吸收稳频装置,成功地将半导体激光器(DL100/DFB)的输出频率锁定在铷原子的饱和吸收峰上。改善了环路滤波器的衰减特性。用数字PID(比例积分微分)模块替代模拟PID电路,提高了频率锁定的动态范围,提高激光器的长期稳定性,将半导体激光器连续锁定时间由此前的几小时提高到7天以上。(三)设计实现原子干涉仪用半导体激光器智能锁频系统。设计了智能锁频电路,编写了控制程序;利用智能锁频系统实现了激光器的自动锁定,将激光器锁定系统连续运行周期延长至15天以上。(四)设计了基于LDO(Low Dropout Regulator)的超低噪声电源,其时域噪宽低达2mV,频域噪声PSD低至-130dBm,全部低达仪器的测量极限,完全替代锂电池作为敏感电路的电源。并且研究了激光器伺服电路中的电磁干扰问题,抑制了数字模拟混合电路的噪声,最终将伺服电路系统的误差信号的信噪比提高了6倍。