TDLAS 검출 시스템의 검출 성능과 집적도를 향상시키기 위해 휴대용 가변 광경로 원통형 다중 통과 셀을 기반으로 하는 TDLAS 시스템이 설계되었으며, 14 m, 10.6 m, 9.2 m, 7.1 m 및 5.8 m 시뮬레이션 광경로 간 변환을 실현하였다. TDLAS 시스템의 가스 측정 과정에서 발생하는 잡음이 검출 정확도 및 민감도에 미치는 영향을 줄이기 위해 북방 청응 최적화 (NGO) 알고리즘 기반 변분 모달 분해 (VMD) 웨이브릿 잡음 제거 알고리즘이 제안되었다. 시뮬레이션 결과에 따르면, NGO-VMD 웨이브릿 잡음 제거 알고리즘은 다른 알고리즘에 비해 잡음을 더 효과적으로 낮추면서 신호 왜곡을 일으키지 않는다. 직접 흡수 검출 기술을 이용해 중심 파장이 1.653 μm인 DFB 레이저로 CH₄를 테스트하여 시스템 성능을 평가하였다. 결과는 NGO-VMD 웨이브릿 잡음 제거 알고리즘을 채택하여 검출 신호의 신호 대 잡음비가 66에서 109로 향상되었으며, 시스템의 검출 한계가 12.1 ppm에서 7.28 ppm으로 개선되었음을 보여준다. Allan 분산 분석 결과 적분 시간이 263초일 때 시스템의 메탄 검출 최적 민감도가 641 ppb에서 526 ppb로 향상되었으며, 시스템의 검출 한계와 민감도가 효과적으로 향상되어 TDLAS 미량 가스 검출 시스템 최적화에 참고 자료를 제공한다.

TDLAS;직접 흡수;가변 광경로;북방 청응 최적화 알고리즘;변분 모달 분해