小功率半导体激光器凭借其体积小、使用寿命长、易调制等优异特性，被广泛应用于各种光学检测、分析领域。在一些光学检测仪器、精密仪器以及光学分析仪器中，半导体激光器常作为光源被使用，激光器的输出光功率稳定性直接影响着检测结果。如今，国内先进的半导体激光器的输出光功率稳定性可达1%-0.1%，但价格达数千元，在系统设计中，提高了应用成本，限制了使用范围的推广；而市售的小型半导体激光器无法达到检测系统中对功率的稳定性要求。因此，为了降低成本，在不替换激光二极管的前提下，通过提高激光器驱动系统性能来提高光源输出光功率的稳定性具有重要意义。目前，影响激光器输出功率稳定性的因素主要是激光器工作温度稳定性与驱动电流稳定性。根据影响关系确定了激光器驱动系统的技术指标，并依据指标设计了激光器驱动方案。半导体激光器的驱动系统主要包括温度控制与电流驱动控制。应用闭环负反馈原理设计了温度控制系统，使用恒流源对温度传感器供电，将激光器工作温度转换为电压信号，经过前置放大电路与差分比较电路处理，通过比例积分(PI)控制电路驱动半导体制冷器工作，实现激光器工作温度的恒定控制。电流驱动控制同样基于闭环负反馈原理，本文设计了由驱动电流作为反馈信号的恒定电流控制模式。为了保证激光器的稳定工作与使用寿命，设计了相应的辅助保护电路，包括温度警报电路、电压限制电路、缓启动电路、静电保护电路以及大电流警报电路。最后，根据方案指标设计实验验证系统具体性能，通过实验证明，温度控制系统可长时间保持激光器工作温度稳定，温度控制偏差小于±0.02℃，驱动电流稳定性优于0.1%。使用设计系统驱动额定功率为5mW的激光器工作，其输出光功率稳定性优于0.2%，均达到了设计标准。