量子保密通信是基于量子力学理论的密码体制,通过“一次一密”的加密方式实现无条件安全的密码系统。由于理想的单光子源难以制备,在实际量子密钥分发(QKD)系统中,使用的是弱相干光源。高速皮秒脉冲光源作为多功能的弱相干态光源,可应用于实际QKD系统实验和测试环境中。本文首先分析了半导体激光器的工作原理和特性,并阐述了产生超窄光脉冲的增益开关原理。基于分布式反馈(DFB)激光器的工作特性和高速皮秒脉冲光源的需求,设计了激光器的硬件驱动电路。主要包括直流偏置电路,窄脉冲驱动电路和温度控制电路,针对直流偏置电路和窄脉冲驱动电路,采用了集成驱动芯片的方案设计。其中,直流偏置电路本质上是压控电流源电路,利用深度负反馈保证输出电流的稳定性。窄脉冲驱动电路包括输入触发电路、窄脉冲产生、调制驱动三个部分。温度控制电路即利用激光器内部的热敏电阻和热电制冷器(TEC),以及外部电路组成闭环反馈系统。光源的单板采用Altera公司的Cyclone III系列的FPGA作为主控,实现芯片的驱动控制、位置式PI温控算法以及UART通信。最后,对单板进行了电磁兼容性的设计。针对光源的两种驱动方案,在不同的工作模式下,进行了光脉冲波形和光谱特性的测试。实验及测试证明,高速皮秒脉冲光源的光脉冲宽度可以达到65 ps,触发频率可以达到1.25 GHz,能满足实际QKD系统中实验和测试光源的性能指标要求。