频率稳定的单纵模TEA CO₂激光器是相干探测CO₂激光雷达的关键器件。本论文在理论和实验上对种子注入TEA CO₂激光器进行了研究。采用频率稳定的种子光注入的方法实现单纵模激光的输出。设计了采用稳频连续激光与脉冲激光的差频信号反馈控制激光器的腔长,实现TEA CO₂激光器的频率锁定的方案,进行了初步的实验研究,并对实验结果进行了分析。理论方面,考虑注入场对激光场的影响,对适合于种子注入TEA CO₂激光器的场方程进行了讨论,并对由注入式激光器场方程与速率方程耦合得到的注入锁定TEA CO₂激光器的数学模型进行了分析。利用该模型,对在不同失谐角和不同注入功率的情况下,TEA CO₂激光器增益区反转粒子数和输出光脉冲波形的变化规律进行了研究,并对影响注入成功的若干因素进行了分析。在实验方面,本文主要包括种子光注入实现单纵模输出以及连续光与脉冲光拍频两部分实验。注入实验部分采用从光栅零级注入、一级振荡的方式。对实验获得的单纵模脉冲输出进行了分析,与理论计算得出的结论相符合。考虑了光栅零级衍射脉冲光对拍频光的影响,注入时采用了偏角注入的方法,并对失配、偏角注入及偏轴注入等情况进行了分析。在注入实验获得成功的情况下,进行了偏频锁定的部分实验,部分种子光经声光频移器移频后与输出脉冲激光相拍频,获得了差频信号。根据实验得到的拍频信号,可以作为误差信号,进一步提供给反馈控制系统调节腔长,最终实现注入锁定。