Ramanova spektroskopie je velmi efektivní technika pro on-line měření za různých procesních a experimentálních podmínek. Mnoho fázových změn a dalších zajímavých reakcí se ovšem děje za vysoké teploty a/nebo tlaku.
K měření důležitých informací v těchto extrémních podmínkách lze použít Ramanovu spektroskopii již řadu let, a dokonce ji lze současně využít pro přesné stanovení teploty (Ramanova Termometrie). Pro podobné experimenty je to obvykle bezkontaktní technika, měření lze navíc provádět na dálku, což snižuje riziko tepelného poškození měřicích zařízení. Další možností jsou i Ramanovy vysokoteplotní ponorné sondy.
Výzvou u bezkontaktních vysokoteplotních Ramanových měření je však často spektrální interference způsobená tepelnou emisí vzorku. To může snadno zakrýt Ramanovy spektrální pásy, které jsou násobně nižší intenzity než tepelné záření, a snížit poměr signálu k šumu už při teplotách přesahujících už cca 500 °C, přičemž procesní aplikace molekulové spektroskopie se pohybují dokonce okolo 1600 °C – např. zde.
Nejběžnější metody pro omezení tepelné interference s Ramanovou spektroskopií zahrnují časově rozlišené techniky Ramanovy spektroskopie (Time-gated Raman), UV Ramanova spektroskopie (obvykle lasery pod 300 nm, více zde) a techniky filtrování záření (spatial filtering). Nejméně instrumentačně a finančně náročná technika pro podobné typy experimentů je právě časově rozlišená Ramanova spektroskopie (Time-Gated Raman s pulzním excitačním laserem).
Při měření Ramanových spekter za vysokých teplot je naměřená intenzita na detektoru součtem Ramanova signálu a tepelné emise (fluorescence zde není uvažována). Pro dosažení optimálních výsledků tedy chceme udržet poměr detekovaného Ramanova rozptylu vzhledem k tepelné emisi (Termální pozadí – thermal BG) vzorkem co nejvyšší. Pulzní techniky s časovým rozlišením v řádu pikosekund se toho snaží dosáhnout pomocí velmi rychlých laserových pulzů s vysokou energií a sběrem dat pouze během těchto pulzů.
Obrázek níže porovnává kontinuální vlnový (CW – tradiční Raman) a pulzní sběr dat při vysokoteplotních aplikacích. Toto srovnání platí i pro další spojité interference, např. sluneční světlo.
Zatímco klasické techniky Ramanovy spektroskopie shromažďují informace kontinuálně, pulzní systémy zaznamenávají data pouze během velmi krátkých pulzů. Výsledný poměr Ramanova signálu k tepelnému pozadí je pak dostatečně vysoký. Vysokovýkonné pulzní lasery mohou samozřejmě podporovat degradaci vzorků, ale to není problém u těch, které odolávají velmi vysokým teplotám.
Další výhodou pulzních časově rozlišených technik je to, že tepelné pozadí lze také měřit těsně před pulzem jako pozadí. Tímto způsobem lze měření tohoto pozadí často opakovat a výsledek tohoto měření pozadí nebude zahrnovat žádné Ramanovy odezvy, protože měření probíhá mezi budicími laserovými impulsy. Ten lze poté jednoduše použít k dalšímu odečtení tepelného vlivu. Této techniky bylo také použito u příkladu na následujícím obrázku:
