高層大氣被動探測的光源主要為亞穩態原子氧O(1S)和O(1D)躍遷所形成的兩條譜線，波長分別為557．7nm的綠線和630．0nm的紅線。由於原子氧的運動，根據都卜勒效應其頻率發生漂移，形成的譜線為高斯光譜線型；由於原子氧與周圍大氣粒子的碰撞和熱運動，形成的譜線為洛倫茲光譜線型。
