实时、可靠的大气风场数据是提高气象分析和预测全球气候变化的有效依据，相干多普勒测风雷达是目前最具潜力的和发展前景的大气风场主动探测方式。激光发射光源是相干多普勒测风雷达中最主要的元件，要求其输出既要具有单纵模、窄线宽、高频率稳定度的特性，同时又要有足够高的单脉冲能量和尽量宽的脉冲宽度以保证探测距离和测量精度。目前，采用注入锁频技术的固体激光器是获得相干多普勒激光测风雷达激光发射光源的首选技术途径。1.6μm波段以其人眼安全、大气吸收小、具有优异的大气传输特性，非常适用于相干多普勒激光测风雷达光源。Er:YAG固体激光器出射波长在1.6μm附近，所以本论文主要研究Er:YAG固体激光器的频率锁定技术，注入锁频激光器包括主激光器，从激光器两个部分。在主激光器方面，分析了Er:YAG晶体的物理特性和光谱特性，研究了Er:YAG的能级跃迁机制。实验设计了两种单纵模激光器，分别为双F-P标准具单纵模激光器和非平面环形腔激光器。理论分析了双F-P标准具选单纵模方法，并建立了数学模型，模拟了双F-P的透过率曲线，实验获得了单纵模输出。介绍了非平面环形腔激光器，获得了更高功率的单纵模激光输出，选取非平面环形腔激光器作为主激光器，并对种子光输出线宽进行了测量。从激光器方面，介绍了环形腔从激光器的一般设计方法。测量了Er:YAG晶体的热透镜焦距，针对其特殊性质设计了适用于Er:YAG注入锁频激光器从激光器的矩形腔。利用调Q运转速率方程模型对激光器能量提取效率以及激光输出脉冲宽度进行了研究，并分析了影响能量提取效率和激光脉冲宽度的主要因素。在此基础上，实验研究了环形腔从激光器在不同重频下的输出性能。锁频激光器方面，以光与物质相互作用经典理论为基础讨论了注入种子光对激光器谐振腔内初始光场分布的影响。讨论了种子光频率失谐量与种子注入最小注入功率的关系。在此基础上，设计了耦合系统，在实验中最终实现了Er:YAG激光器的注入锁频。