调谐二极管激光吸收光谱技术(TDLAS)因具有高灵敏度、高精度、选择性好、抗干扰能力强、可在室温下工作等优点在气体检测中被广泛应用。吸收谱线包含着气体的组分、浓度等信息，现有的谱线分析方法在系统参数优化、气体压强检测以及混叠谱线组分识别等方面仍有一些关键的问题尚未解决，限制了此技术的应用范围。针对上述问题，本文以提升TDLAS组分辨识能力与检测性能为目标，展开调谐激光吸收光谱谱线解析技术的研究，主要工作分为以下三个方面：
　　1.通过实验分别观察各调制参数对二次谐波信号频率特征的影响。首先，得出各个参数对信号线型、频率特征及噪声引入的影响规律，继而分析了多参数联合变化对谱线频带的决定作用。最后，总结出基于频率特征的各参数的基本选取方法。在考虑系统检测需求与硬件条件限制的前提下，通过参数选择得到最优二次谐波信号，为TDLAS技术的实际应用提供了参数优化的实验依据与参考方法。
　　2.建立了谐波检测中谱线展宽的数学模型。首先，以Gauss线型和Lorentz线型卷积得到的Voigt线型作为理想谱线进行仿真，将Voigt函数对高斯函数和洛伦兹函数拟合度之比作为特征值；通过改变高斯函数与洛伦兹函数的半高宽占比建立压强与洛伦兹与高斯拟合度之比的数学模型。其次，仿真了实际测量中影响吸收线线型的各种因素，如激光器线宽、激光器随机噪声以及光学系统中的标准具条纹造成的背景干扰等。然后，建立了压强与吸收线峰宽、压强与二次-四次谐波峰值之比、压强与二次-四次谐波峰高之比的模型，并进行综合比较与分析。最后，通过实测数据对建立的谱线展宽模型进行了验证。
　　3.基于小波变换提出了光谱组分识别的算法，通过对二次谐波信号进行连续小波变换得到信号的时频特征矩阵，对待测气体及其混合物的时频特征矩阵进行波长和空间频率两维度的相关性分析。由波长维度分析提取出待测气体在混合气体中的特征吸收位置区间；再在提取的区间内进行空间频率维度分析，从而实现气体组分的识别。并以实测数据进行了组分识别的验证。根据提取出的组分在混合物中的特征吸收位置进行浓度计算，实现了组分识别和浓度的定量检测。