可调谐半导体激光吸收光谱技术(Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy,TDLAS)是一种具有测量精度高、测量速度快、非接触测量等诸多优秀特性的气体检测方法,属于测量领域的研究热点之一。不同于传统的测量方法,它通过测量激光经过待测气体时某段频谱的衰减程度反演出待测气体的信息,具有诸多天然优势,现已被广泛地应用于各类气体检测场景。由于TDLAS输出信号的二次谐波包含了测量过程中的干扰噪声,代表待测气体信息的吸收峰的质量引入了诸多不利影响,本文主要研究通过降噪策略提高二次谐波质量的方法,本文主要工作如下:(1)介绍了气体传感器的发展历史、种类及各自的特点,并通过对比凸显出TDLAS技术的优势;阐述了 TDLAS测量方法中较为常用的两种测量策略,直接吸收光谱法与波长调制光谱法,通过对上述方法的介绍,进一步凸显TDLAS方法所独有的优势;研究了 TDLAS技术的发展历史,并着重对TDLAS领域内的降噪技术进行了深入的调研;介绍了支撑TDLAS技术的基本光谱吸收理论,并对测量过程中可能的噪声来源进行了总结。(2)分析比较了五种常规滤波方法,如维纳滤波器,巴特沃斯滤波器,中值滤波器,移动平均滤波器,小波滤波器。以及两种信号分解方法,如经验模态分解法(Empirical Mode Decomposition,EMD)和变分模态分解法(Variational mode decomposition,VMD)。数值实验结果揭示了 VMD方法在多频段混叠信号分解时是优于EMD方法的。(3)提出了一种融合改进VMD方法和小波半软阈值滤波方法数值性能的信号降噪策略,有效的滤除并抑制了 TDLAS仿真系统输出的二次谐波中的噪声,获得了较为明显的改善,弱化了由于噪声干扰对最终吸收峰的不利影响,提高了最终气体浓度值的精确程度。数值仿真结果表明,在本文所考虑的降噪方法中,所提出的方法能够获得信噪比更高、失真程度更小的信号。