图像采集时易受背景光的干扰，影响成像质量。激光锁定成像技术利用正弦调制的辅助激光实现了良好的背景光消除，但成本高和安全性不足，且要求图像传感器帧频足够高以满足调制速度。因此对该技术进行扩展，从理论上探讨除正弦波外的其他信号调制辅助光源的可行性和背景光消除机制。采用LED为辅助光源，并利用优化图像采集的控制方式降低对图像传感器帧频的要求。理论研究表明，锁定成像技术辅助光源的调制信号可扩展到一个周期内积分为零的任何波形信号。采用正弦波、方波、三角波、锯齿波调制LED光源的实验结果表明，在一个调制周期内，所提技术采用4种调制波形后在不同采样率下都取得较好的背景光消除效果，且该技术对辅助光源及图像传感器帧频的要求不高，验证了理论的可行性。

搭建了一个有辅助光源的光纤激光焊接质量同轴监测系统, 着重研究了激光对接焊镀锌钢时的质量监测。首先利用光谱仪采集了光纤激光焊接镀锌钢的等离子体光谱分布, 实验结果表明波长在430～480 nm、620～650 nm之间等离子体辐射强度较大, 所以采取在滤光系统中使用绿色波段滤波片(其中心波长为532 nm)降低焊接过程中产生的等离子体对焊接质量监测的干扰; 其次为了更好的采集到清晰的焊接同轴图像, 在激光焊接头一侧加入一个绿色光的LED点光源, 通过调整LED点光源照射角度可以实现加大焊接区域亮度, 使得采集的图像质量最优。