为了进一步降低成本并提高成像的速度与精度, 提出了一种基于发光二极管（LED）照明的全场时域光学相干层析成像技术(OCT)系统。用LED作光源、采用带反馈的闭环四步移相法采集信号, 阐述了其成像原理, 并进行了系统结构研究、理论分析和实验验证。结果表明, 系统的相干长度为23 μm, 轴向分辨率达到了11.8 μm, 横向分辨率为19.8 μm, 单幅图的采集时间为2.15 ms; 与以往的OCT扫描方式相比, 该方法减小了实现成本, 并具有更快的扫描速率以及更高的精度, 有着很大的使用价值。该研究为开发超高速、高精度的低成本OCT系统提供了参考。

为了实现近地面、多波长气溶胶时空探测，克服激光波长可选择性不足的问题，利用LED丰富的光谱特性，设计了一种新型发光二极管(LED)光源雷达。LED能量小且发散角大，其出光能量、发散角、接收视场角和几何重叠因子都会对LED光源雷达探测距离产生影响。针对共轴LED光源雷达系统的特点，分析了几何重叠因子的特征和计算方法，详细讨论了光源发散角和接收视场角对几何重叠因子的影响。结合LED光源的特点，利用美国标准大气模型对雷达系统的探测能力进行了仿真，优化了光源发散角和接收视场角，在LED能量一定的情况下获得了最大的探测距离。搭建了LED光源雷达系统并完成了初步实验观测，结果表明该雷达夜晚能够接收到240 m远处的大气回波，验证了雷达探测低层大气气溶胶的能力。