Konzeptionierung eines Raman-Spektrometers und Variation der Anregungswellenlänge zur abstandsbasierten Explosivstoffdetektion

Kurzfassung

Im Rahmen dieser Bachelorarbeit wurde ein Raman-Spektrometer mit einer Anregungswellenlänge von 532 nm in symmetrischer Czerny-Turner Anordnung entwickelt und hinsichtlich seiner Eignung zur Detektion ausgewählter Explosivstoffe untersucht. Ziel der Arbeit war es, das entwickelte Messsystem mit einem etablierten Raman-Referenzsystem bei einer Anregungswellenlänge von 266 nm zu vergleichen und den Einfluss der Anregungswellenlänge auf die Raman-Messungen zu bewerten. Hierzu wurden die Explosivstoffe Pentaerythrityltetranitrat (PETN) und Ammoniumnitrat (NH4NO3) auf unterschiedlichen Untergründen untersucht. Nach der Aufnahme der RamanSpektren erfolgte eine Datenaufbereitung durch Mittelwertbildung, Dunkelstrom-, Hintergrund- und Basislinienkorrektur. Anschließend wurden die charakteristischen RamanBanden analysiert und exemplarisch die Winkelabhängigkeit ausgewählter normierter Peakintegrale ausgewertet. Die experimentellen Ergebnisse der Spektren wurden mit Literaturdaten sowie der theoretischen Erwartung nach dem Lambert'schen Kosinusgesetz verglichen. Insgesamt eignete sich das entwickelte 532 nm Raman-System für die Ramanspektroskopische Untersuchung ausgewählter Explosivstoffe. Im Vergleich zum Referenzsystem ergaben sich Unterschiede im Signalverhalten sowie in der winkelabhängigen Intensitätsverteilung. Darüber hinaus wurde deutlich, dass Messgeometrie, Probenbeschaffenheit und lokale Inhomogenitäten einen wesentlichen Einfluss auf die Messergebnisse besitzen. Die gewonnenen Erkenntnisse bildeten eine Grundlage für die weitere Optimierung des Messaufbaus und zukünftige Untersuchungen zur wellenlängenabhängigen Raman-Spektroskopie.