近年来,空气质量问题受到人们的广泛关注。CO2激光差分吸收雷达以高灵敏度和宽作用范围的特点,成为了大气环境探测方面一项重要的技术。CO2激光器是差分吸收雷达的关键部件,其谱线波长在9μm到11μm之间,属于中红外波段。宽的波段范围使其不仅包含了大部分气体污染物的特征吸收谱线,而且给激光的调谐提供基础。随着激光器制作工艺的提高,智能化的控制已然成为其发展的必然趋势,这种控制方式更加稳定、可靠,适合长时间工作。本论文以研究适合差分吸收雷达应用的激光器为目的,在充分分析国内外研究状况的基础上,对可调谐TEA CO2激光器及其控制系统展开研究。论文中以可调谐TEA CO2激光器光栅选支理论为基础,采用伺服电机直接驱动光栅的控制结构来完成激光选支。伺服系统通过驱动器模块进行驱动,由ARM进行控制。针对环境因素选择器件,为使伺服运动控制更加稳定,对伺服闭环控制系统进行了调试。编写测试软件,测试伺服系统定位稳定性可达99%以上,设计了控制系统硬件结构,结合驱动器内部CVM编程及功能性需求设计了激光器控制软件。有针对性的进行电磁兼容分析,解决了激光器强干扰下的电磁兼容问题。最终设计的系统可以根据选择的谱线自动调压、完成精确选支,并实现激光器状态控制,如激光器充换气,各部件状态显示等。分别对单腔激光器和双腔激光器进行了快调谐实验研究,单激光器在15k V高压下,得到非限模谱线81条,用10mm孔径小孔限模后得到谱线73条,最大输出能量为485.7m J。所设计的激光器能量波动范围小于2%,谱线可完全重现。单腔可实现最小100ms时间间隔的任何两条可输出谱线的快调谐输出,双腔可实现微秒时间间隔任两条可输出谱线的快调谐输出,其性能完全满足差分吸收雷达应用需要。