由于分布反馈式(DFB)激光器的工作温度会影响其激射波长, 降低无自旋交换弛豫(SERF)原子磁力仪的磁场测量灵敏度, 以TMS320LF2812为核心控制器, 采用数字比例-积分-微分(PID)控制技术, 设计并研制了一种高精度、高稳定性DFB激光器温度控制系统。在硬件电路设计方面, 由温度控制前向通路和温度采集后向通路组成, 构成完整的闭环温度控制结构。软件设计中, 采用Ziegler-Nichols工程整定方法, 实现对P、I 和D三个参数的整定。以中心波长为852 nm 的DFB激光器为被控对象, 利用该温度控制系统对其进行了温度控制实验。实验结果表明: 系统的有效控温范围为5～60 ℃, 控温精度为±0.02 ℃, 稳定时间为20 s。并且在长时间(220 min)测试中, DFB激光器工作温度稳定性优于7.9×10-4(RMS), 为其在SERF原子磁力仪的实用化方面提供了性能保障。

对于光纤光栅传感的非平衡干涉解调技术，理论和实验均证实充当其驱动元件的压电陶瓷通电发热会引入热噪声，导致解调输出的相移信息中出现附加相移。为排除热噪声对解调结果的干扰，提出了将驱动元件从干涉装置中分离出来的新方案。对于无温度控制、有温度控制以及分离驱动元件的三种Michelson非平衡干涉解调装置，实验证实第三种方案不仅可根除热噪声的影响，且无需克服热惯性而达到新的热平衡。系统传感灵敏度的实验值为0.9609°/με，分辨率可达5.5 nε。

为满足红外热像仪MRTD野外在线全自动检测要求，设计了一种新型MRTD检测方法。硬件采用单黑体温差控制技术，在减小检测设备体积质量的同时保证了黑体目标与环境背景的温差控制精度，采用串口通信控制与CCD图像采集处理等技术有机结合实现温差控制及图像采集处理的协调统一；在软件上采用优化的处理算法精确地提取目标及背景区域，并利用不同温差下目标与背景区域的灰度差计算出被测热像仪MRTD参数值。经实验检验，该结果与人眼观测所得结果误差在002℃以内，研制出的检测设备具有结构简单、体积及质量小、操作简便等优点。

研制了一种新型窄脉冲半导体激光器的驱动电源，包括驱动电路和温控电路两部分。驱动电路采用高速金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)作开关，为激光器提供一个重复频率高(0～50 kHz)、前沿快(2.2～4.9 ns)、脉宽窄(4.6～12.1 ns)、脉冲峰值电流大(0～72.2 A)的脉冲信号，且输出的激光脉冲波形平滑。对不同的激光器，改变电路中电源电压、电阻、电容参数，可获得不同的重复频率、前沿、脉冲宽度、脉冲峰值电流。温控电路采用高精度的比例积分微分(PID)温控，保证了激光器输出功率和中心波长的稳定。此激光器驱动电源不仅可作为一般高速、窄脉冲半导体激光器的驱动电源，也是大能量、窄脉宽的半导体激光器种子光源的理想驱动电源。

在光电应用领域中,有很多红外热像仪对温度控制的精确性和稳定性有很高的要求。采用ADN8831 温控芯片设计了一个高精度高性能的温度控制系统。实验测试结果表明,该系统完全符合光电领域对温度稳定性的要求,控制精度达到了。.01 "C 。

半导体激光器 (LD) 驱动电源的性能是影响其工作特性的重要因素,提高LD驱动电源性能的研究具有重要意义。 提出了一种新型的基于现场可编程门阵列 (FPGA) 技术的半导体激光器驱动电源设计方案,该方案以 FPGA 为控制核心, LD 驱动 电源的 AD/DA 转换、温度 PID 控制、恒定电流驱动、LD 保护及人机交互等功能模块电路均在 FPGA 的控制下协调工作。设计并实现了 基于 FPGA 的 LD 温度控制与电流驱动电路,测试结果表明当 LD 的工作温度在 20℃~30℃时,其工作温度稳定度 优于±0.03℃, 驱动电流的恒定度达到±0.1%。

在分析法国ULiS公司生产的320×240长波红外非制冷微测辐射热计焦平面阵列探测器UL01011技术参数的基础上,论述了微测辐射热计非制冷红外焦平面热像仪温度控制的必要性,指出了温度控制设计的实质.并讨论了单片机、线性模式单芯片热电制冷器控制器和开关模式单芯片热电制冷器控制器温控方案的优缺点.提出了使用AD公司生产的全新单芯片热电制冷器控制器ADN8830的温控设计方案,以该芯片为核心设计出适合320×240长波红外非制冷微测辐射热计焦平面阵列探测器UL01011的温度控制电路,该电路能够把焦平面阵列温度变化控制在30±0.01℃范围内,使探测器工作在最佳温度.该方案功耗低、效率高、体积小,是一种较好的温控设计方案.