高层大气被动探测的光源主要为亚稳态原子氧O(1S)和O(1D)跃迁所形成的两条谱线，波长分别为557．7nm的绿线和630．0nm的红线。由于原子氧的运动，根据多普勒效应其频率发生漂移，形成的谱线为高斯光谱线型；由于原子氧与周围大气粒子的碰撞和热运动，形成的谱线为洛伦兹光谱线型。