透明光學(xué)介質(zhì)對通過(guò)介質(zhì)傳播的光的光學(xué)強度的非線(xiàn)性響應非?？?，但不是瞬時(shí)的。特別是，非瞬時(shí)響應是由晶格（或玻璃）的振動(dòng)引起的。當這些振動(dòng)與光學(xué)聲子相關(guān)時(shí)，這種效應稱(chēng)為拉曼散射，而聲學(xué)聲子與布里淵散射相關(guān)。例如，當具有不同波長(cháng)（通常具有相同偏振方向）的兩個(gè)激光束通過(guò)拉曼活性介質(zhì)一起傳播時(shí)，較長(cháng)波長(cháng)的光束（稱(chēng)為斯托克斯波））可以以較短的波長(cháng)光束為代價(jià)進(jìn)行光放大。另外，晶格振動(dòng)被激發(fā)，導致溫度升高。較長(cháng)波長(cháng)光束的拉曼增益可以在拉曼放大器和拉曼激光器中利用。如果斯托克斯頻移對應于幾太赫茲的頻率差，則該增益可能是可觀(guān)的。

拉曼散射不僅可以在固體材料中發(fā)生，而且可以在液體或氣體中發(fā)生。例如，分子玻璃具有振動(dòng)/旋轉激發(fā)，并且觀(guān)察到的斯托克斯位移與那些相關(guān)。

在拉曼散射過(guò)程中，一個(gè)泵浦光子被轉換為一個(gè)較低能量的信號光子，并且光子能量的差被聲子帶走（晶格振動(dòng)的量子）。原則上，已經(jīng)存在的聲子??也可能與泵浦光子相互作用，以產(chǎn)生一個(gè)較高能量的光子，該光子屬于較短波長(cháng)的反斯托克斯波。但是，該過(guò)程通常較弱，特別是在低溫下。但是請注意，如果該過(guò)程是相位匹配的，則四波混頻也會(huì )產(chǎn)生強烈的反斯托克斯光。

當所產(chǎn)生的斯托克斯波的強度變得足夠高時(shí)，該波可能再次充當泵用于進(jìn)一步的拉曼過(guò)程。特別是在某些拉曼激光器中，可以觀(guān)察到多個(gè)斯托克斯階數（級聯(lián)拉曼激光器）。

拉曼散射也稱(chēng)為非彈性散射，因為所涉及的光子能量損失在某種程度上讓人聯(lián)想到機械物體碰撞中的動(dòng)能損失。

除了可以用經(jīng)典物理學(xué)描述的上述受激拉曼散射效應外，還存在由量子效應引起的自發(fā)拉曼散射。

拉曼散射也可能發(fā)生在例如超短光脈沖的寬光譜內，從而有效地將脈沖的光譜包絡(luò )移向更長(cháng)的波長(cháng)（拉曼自頻移，也稱(chēng)為孤子自頻移）。

一些典型的拉曼活性介質(zhì)是

• 某些分子氣體，例如氫氣（H?₂），甲烷（CH?₄）和二氧化碳（CO?₂），用于拉曼移位器的高壓電池中
• 固態(tài)介質(zhì)，例如玻璃纖維或某些晶體，例如氮化鋇= Ba（NO?₃）₂，各種鎢酸鹽，例如KGd（WO?₄）₂?= KGW和KY（WO?₄）₂?= KYW，以及合成金剛石

拉曼效應與克爾效應同時(shí)發(fā)生，后者是由于電子的（幾乎）瞬時(shí)響應而產(chǎn)生的。

在諸如強脈沖的光纖放大器之類(lèi)的光纖設備中，拉曼散射可能是有害的：它會(huì )將大部分脈沖能量轉移到不會(huì )發(fā)生激光放大的波長(cháng)范圍內。這種影響可能會(huì )限制此類(lèi)設備可實(shí)現的峰值功率。即使在連續波大功率光纖激光器和放大器中，拉曼散射也可能成為問(wèn)題。但是，對于此類(lèi)問(wèn)題有多種解決方案，包括chi脈沖放大和使用特殊的光纖設計），這些設計通過(guò)衰減拉曼位移的波長(cháng)分量來(lái)抑制拉曼散射。

在諸如某些非線(xiàn)性晶體材料之類(lèi)的塊狀介質(zhì)中，如果泵浦強度相當高并且光束寬度足夠大，那么即使通過(guò)非共線(xiàn)相位匹配，也會(huì )發(fā)生不希望的受激拉曼散射。例如，在以強泵浦脈沖運行的光學(xué)參數發(fā)生器中，可能會(huì )發(fā)生這種情況。

拉曼散射也用于拉曼光譜。特別是，它允許人們研究固體材料的振動(dòng)模式和分子的振動(dòng)/旋轉狀態(tài)。