半导体激光器自问世以来便得到广泛应用,但其性能和寿命都受运行温度影响很大,所以其温度必须被精确控制。传统的冷却方式已无法满足半导体激光的散热要求,热电制冷作为一种主动冷却方式,若配合一定的控制策略,可以实现对半导体激光器的高效热管理。本文建立了基于热电制冷的温度控制仿真模型,研究不同环境温度和设定温度下各控制策略对温度控制精度的影响,包括PID控制策略、模糊控制策略、模糊积分复合控制策略及模糊自适应PID控制策略。仿真结果表明,模糊积分复合控制温控精度高,但需要25min才能达到此温控精度,响应时间较长,不适合实际应用;其余算法只需几秒便可达到目标温度,响应快且温控精度满足半导体激光器±2℃的要求。基于仿真结果利用西门子系列PLC实现了上述控制策略,搭建了基于热电制冷的半导体激光器温控系统,研究了不同环境温度和设定温度下比例-积分-微分控制策略和模糊控制策略的实际温控效果。实验结果表明,比例-积分-微分控制和模糊控制均能满足半导体激光器±2℃的精度要求。但随着半导体激光器的热负荷的增加,比例-积分-微分控制的响应时间由80s增加至100s,温控精度也由0.9℃增加至2.15℃,而模糊控制的响应时间仍为60s,温控精度由1.62℃增加至2.16℃。故实际应用时应根据半导体激光器的热负荷选择合适的温控策略,当热负荷较小时,比例-积分-微分控制的温控效果较好;当热负荷适中时,比例-积分-微分控制和模糊控制的温控效果相当;当热负荷较大时,模糊控制的温控效果较好。