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激光器控制系统是一种用于驱动激光器正常工作的设备。目前市场上的激光器控制系统只提供一路或两路的源输出,就可满足大多数激光器的工作需求。调制光栅Y分支激光器是一款使用广泛的可调谐激光器。它由半导体光放大器SOA(semiconductor optical amplifier)、增益区、相位区、多模干涉耦合器MMI(multi-mode interference)和光栅区五部分组成,需要五路源输入驱动激光器工作。现有激光器控制系统无法直接满足该新型可调谐激光器的驱动需求。论文致力于解决五路新型可调谐激光器的控制问题。调制光栅Y分支激光器的控制有三个难点:激光器的五个部分需要同时驱动才能正常工作;激光器正常工作后,需要进行频率控制和功率控制来保持发射光的稳定性;激光器是温度敏感器件,工作时产生的热量会影响发射光的特性,需要对激光器的工作温度进行控制来消除影响。论文在参考现有激光器控制系统设计的基础之上,针对可调谐激光器的控制难点,提出一种基于嵌入式系统的可调谐激光器控制系统方案。论文主要工作包括:(1)针对可调谐激光器五路源输入需要同步的问题,系统首先采用FPGA作为控制芯片,然后基于FPGA的逻辑单元,设计源输出模块,提供五路硬件级别的并行源输出通道。最后通过控制五路源通道的输出逻辑,实现对可调谐激光器源输入的同步。(2)针对可调谐激光器需要进行频率控制和功率控制的问题,系统采用ARM+FPGA的双控制芯片架构。将ARM作为主控制芯片,设计系统数据传输、逻辑控制和通信模块;将FPGA作为协控制芯片,设计系统源输出和测量模块。通过对系统任务的分工,ARM和FPGA的协同工作,实现对可调谐激光器的频率控制和功率控制。(3)针对激光器工作环境温度需要进行控制的问题,系统采用PID(proportional integral derivative)控制算法,设计系统温度控制模块的补偿器。基于FPGA设计系统TEC(thermo-electric cooler)控制模块。通过温度控制模块和TEC控制模块的共同作用,实现对可调谐激光器工作温度的控制。测试结果表明,论文所设计的可调谐激光器控制系统驱动可调谐激光器工作正常、发射光频率稳定在±2.5GHz、激光器工作温度控制稳定在±0.03℃,系统抗压能力强,满足预期要求。论文设计成果已进入规模化量产阶段。