半导体激光器的发展,推动了光纤传感技术的应用步伐。作为光电子系统的核心器件,半导体激光器能否稳定的工作,对整个系统有着很大的影响,如何保证半导体激光器高效、稳定、安全的工作,具有极大的研究和开发意义。半导体激光器的很多工作性能参数都与温度有关,因此研制高精度、高可靠性的温度控制系统是提高激光器性能的重要部分。本文根据实验室对半导体激光器的应用需求,设计基于USB通信的半导体激光器驱动系统。开篇阐述国内外半导体激光器驱动系统的研究现状,介绍温度对于半导体激光器工作性能参数的影响,接着从研究半导体激光器的恒流恒温控制系统的意义出发,基于当前的研究现状,通过分析比较,提出自己的设计方案。首先在目标板与PC机通信方面,选择USB总线(通用串行总线Universal Serial Bus)来完成数据的传输,虽然USB应用于激光器驱动系统的还是很少,但是随着以后计算机插槽数量的减少、地址和中断资源的有限,具有安装方便、高带宽、易于扩展、高稳定性能和出书速率的USB作为计算机与外部设备的通信方式必将成为趋势。本文采用USB通信协议,完成数据的采集与发送。在计算机显示终端的软件设计上,利用VC++6.0开发环境设计友好的人机界面,接收经过传感器转化,并通过USB传输而来的电信号,并设定数值,发送到目标控制板上,控制半导体激光器的工作状态。编程语言采用C++语言,C++具有强大的功能及可靠性、可扩充性、可维护性等优点,在数据采集领域得到了广泛应用。在目标控制板的硬件设计上,采用MSP430单片机作为控制核心,利用内部12位精度的AD转换器,采集由温度检测电路检测到的温度信号,数据经过单片机内部比例积分微分算法(Proportion Integration Differentiation,PID)后,针对半导体制冷器(TECThermoelectric Cooler)的驱动特性,单片机输出宽度可调脉冲(Pulse WidthModulation,PWM)来控制TEC工作。半导体激光器的自动电流控制电路采用深度负反馈的恒流源设计,控制半导体激光器的驱动电流的稳定性。综上所述,本文在整个设计中从系统的软件和硬件两方面着手,利用USB通信协议,增加了系统的抗干扰能力,在VC工程下,成功控制目标板TEC的工作状态。为今后更深层次和更广泛的研究提供试验平台和有力参考。