Optische, nicht-intrusive Diagnosemethoden wie die Raman Spektroskopie bieten den Vorteil, durch die Interaktion von Licht und Materie räumlich und zeitlich aufgelöste Informationen über Prozesse zu liefern, ohne diese zu stören. So können beispielsweise die chemische Zusammensetzung und die Temperatur im Probevolumen gemessen werden. Hierfür erfordert es lediglich optische Zugänge, um den Laser ein- und das Messsignal auszukoppeln. Eine Herausforderung besteht jedoch darin, den teilweise breitbandigen Hintergrund, welcher beispielsweise bei Hochtemperaturprozessen durch Wärmestrahlung oder auch durch unerwünschte laserinduzierte Fluoreszenz entsteht, zu reduzieren. Dieser überlagert ansonsten das schwache Raman-Signal und erschwert bzw. verhindert die Quantifizierung.
Ein vielversprechender Ansatz, um mit dieser Problematik umzugehen, bietet die „shifted-excitation Raman difference spectroscopy“ (SERDS), bei welchem zwei Raman-Spektren mit leicht zueinander verschobener Anregungswellenlänge aufgenommen werden. Hierbei wird genutzt, dass der Hintergrund bei leicht unterschiedlichen Anregungswellenlängen vergleichsweise konstant bleibt und sich lediglich das Raman-Signal spektral mit der Anregungswellenlänge verschiebt. Durch Bilden eines Differenzspektrums ist es anschließend idealerweise möglich, den Hintergrund vollständig zu eliminieren. Mit diesem Ansatz konnten in der Literatur bereits vielversprechende Ergebnisse bei der Untersuchung von Feststoffen und Flüssigkeiten erreicht werden.
Die Forschungsfrage besteht darin, inwieweit Konzentrations- und Temperaturinformationen in stark hintergrundbelasteten Gasphasen Strömungen mittels der SERDS quantitativ untersucht und analysiert werden können. Hierfür soll die Methode auf Prozesse in der Gasphase in der Nähe fester Oberflächen erweitert werden, was bislang für das räumlich/zeitlich aufgelöste 1D-SERDS unerforscht bleibt. Um dies umzusetzen ist es notwendig, sowohl die Anregungs- als auch Detektionsseite des Dual-Track-Prüfstandes anzupassen. Da die erzeugten Daten in Form eines Differenzenspektrums vorliegen, das von der Standardform eines Raman-Spektrums abweicht, ist es notwendig, eine Auswerteroutine zu implementieren, um einen Vergleich der experimentell erzeugten Daten mit den bestehenden Spezies-Datenbanken zu ermöglichen.
