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、携帯型調整可能光路長の円筒鏡多通路セルに基づく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長の切り替えを実現した。TDLASシステムのガス測定中に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、ノーザンハヤブサ最適化（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、NGO-VMDウェーブレットノイズ除去アルゴリズムが他のアルゴリズムよりも効果的にノイズを低減し、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利用し、中心波長が1.653μmのDFBレーザーでCH₄をテストして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を採用することで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ている。アラン分散分析により、積分時間が263秒のとき、メタンの最適検出感度が641 ppbから526 ppbに向上し、システムの検出下限と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に参考となることがわかった。

TDLAS;直接吸収;調整可能光路;ノーザンハヤブサ最適化アルゴリズム;変分モード分解