前沿科学与高新技术产业对短时间寿命、极弱光学信号的关键物质产生、传递过程提出了越来越高的观测需求。传统的光谱技术和影像技术是人们认识客观世界的重要手段,但是远远无法满足当前科学家的需求。单光子时间分辨成像光谱仪成为当前前沿科学研究领域急需的高端仪器装备。它将压缩感知理论与单光子探测技术相结合,创新性地解决了维度问题和灵敏度问题,是基于全新原理的新一代高性能光学仪器。随着单光子时间分辨成像光谱仪研制计划的提出,各个分系统和零部件的研制需求便应运而生。本文设计的光路控制系统是仪器的核心部件,用于实现仪器核心思想压缩感知理论的测量过程。控制系统利用数字微镜器件(Digital Micromirror Device, DMD)实现二值随机测量矩阵,将光线调制汇聚到单光子探测器。该系统是连接光学和电子学的桥梁,在仪器中起到关键作用。首先,论文设计了基于FPGA的DMD控制系统总体架构。系统由DDR2SDRAM应用接口和DMD控制器组成。DDR2 SDRAM应用接口为DMD显示提供高速数据流,DMD控制器控制DMD实现二值显示。然后,根据系统总体架构,设计了DMD专用的DDR2 SDRAM应用接口。该接口极大地简化了用户的操作,只需一根信号线便可以实现数据的读写操作,而不必了解复杂的操作命令。应用接口会自动实现数据与命令的同步。最后,设计了压缩感知专用的DMD控制器。控制器以DMD接口芯片DDC4100为基础,同样将用户操作降至最简。用户只需向一根信号线发起命令,便可以实现显示操作的所有流程。控制器会自动从DDR2 SDRAM接口读取数据并传输给DMD实现二值矩阵的显示。结果证明,该系统能够实现二值矩阵的显示,完成了光谱仪中压缩感知的测量过程,为理论算法提供了技术平台。