TDLAS検出システムの検出性能と集積度を向上させるために、ポータブル可変光路の円柱鏡多重通過セルをベースにしたTDLASシステムを設計し、14 m、10.6 m、9.2 m、7.1 m、および5.8 mのシミュレーション光路の変換を実現した。TDLASシステムによるガス測定過程で発生するノイズが検出精度および感度に与える影響を低減するために、ノースグレイホーク最適化（NGO）アルゴリズムに基づく変分モード分解（VMD）ウェーブレットノイズ除去アルゴリズムを提案した。シミュレーション結果は、他のアルゴリズムと比較して、NGO-VMDウェーブレットノイズ除去アルゴリズムがノイズをより効果的に低減し、信号の歪みを引き起こさないことを示した。直接吸収検出技術を用いて、中心波長1.653 μmのDFBレーザーでCH₄をテストし、システムの性能を評価した。結果は、NGO-VMDウェーブレットノイズ除去アルゴリズムの採用により、検出信号の信号対雑音比が66から109に向上し、システムの検出下限が12.1 ppmから7.28 ppmに改善されたことを示した。アイラン分散解析により、積分時間263秒でのメタン検出におけるシステムの最適検出感度が641 ppbから526 ppbに向上し、システムの検出下限および感度が効果的に改善され、TDLAS痕跡ガス検出システムの最適化の参考資料を提供した。

TDLAS;直接吸収;可変光路;ノースグレイホーク最適化アルゴリズム;変分モード分解