本发明公开了一种高精度多普勒激光雷达频率锁定系统，该系统包括：发射系统、前置光学系统、鉴频系统、控制系统，发射系统主要是一个Nd：YAG激光器，前置光学系统主要包括一个窄带滤光片、一个积分球、多模光纤、一个光纤分束器和一个准直透镜，鉴频系统主要包括一个Fabry-Perot标准具、会聚透镜、多模光纤和两个探测器。控制系统由控制计算机、高速数据采集卡以及标准具控制器组成。在锁定的过程中，在鉴频器的前置光学里引入积分球，一方面可以将激光脉冲在时域上展宽，另一方面保证了耦合到多模光纤里的光斑均匀性。二者确保了激光脉冲在鉴频器上透过率测量的精确性，进而提高了多普勒激光雷达的频率锁定精度。
