透明光學(xué)介質(zhì)對通過該介質(zhì)傳播的光的光強(qiáng)的非線性χ(3)響應(yīng)非常快，但不是瞬時的。特別地，延遲的非線性響應(yīng)是由晶體（或玻璃）晶格的振動引起的。當(dāng)這些振動與光學(xué)聲子相關(guān)時，這種效應(yīng)被稱為拉曼散射，而聲學(xué)聲子與布里淵散射相關(guān)。例如，當(dāng)具有不同波長（通常具有相同的偏振方向）的兩個激光束一起傳播通過拉曼活性介質(zhì)時，較長波長的光束（稱為斯托克斯波）可以以較短波長的光束為代價進(jìn)行光學(xué)放大。此外，晶格振動被激發(fā)，導(dǎo)致溫度上升。較長波長光束的拉曼增益可用于拉曼放大器和拉曼激光器。如果斯托克斯位移對應(yīng)于幾個太赫的頻率差，則該增益可能是相當(dāng)大的。 23~Kz
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圖1示出了用于納秒脈沖信號放大的光纖中拉曼散射的數(shù)值模擬。它表明在合適的條件下，拉曼轉(zhuǎn)換可以是高效的。 f<v:
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圖1：作為案例研究的一部分，使用RP Fiber Power軟件的數(shù)值光束傳播功能模擬了拋物線指數(shù)多模光纖中光功率的演變。信號波被強(qiáng)烈放大，而泵浦波被強(qiáng)烈損耗。轉(zhuǎn)換過程涉及多種模式。 K"U[OZC`  
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某些拉曼晶體最常被用作拉曼增益介質(zhì)，盡管可以考慮各種玻璃(特別是光纖的形式).。 8^|lsB}x?  
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拉曼散射不僅可以發(fā)生在固體材料中，也可以發(fā)生在液體或氣體中。例如，分子氣體具有振動/轉(zhuǎn)動激發(fā)，并且觀察到的斯托克斯位移與這些相關(guān)。 }E]&,[4&M  
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拉曼效應(yīng)與克爾效應(yīng)一起發(fā)生，克爾效應(yīng)是由電子的(幾乎)瞬時χ(3)響應(yīng)引起的。 <m!(eLm+B  
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光子和聲子的相互作用 S,%BhQ[  
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在拉曼散射過程中，一個泵浦光子被轉(zhuǎn)換成一個較低能量的信號光子，光子能量的差異被聲子(晶格振動的量子)帶走。 #>@~3kGg  
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原則上，一個已經(jīng)存在的聲子也有可能與泵浦光子相互作用，產(chǎn)生一個更高能量的光子，屬于更短波長的反斯托克斯波。然而，這一過程通常很弱，尤其是在低溫下。注意，如果四波混頻過程是相位匹配的，則強(qiáng)反斯托克斯光也可以從四波混頻中產(chǎn)生。 Jt}0%C3d  
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拉曼散射可以是自發(fā)的或受激的。當(dāng)存在泵浦波但沒有信號輸入波(即沒有信號輸入光子)時，發(fā)生自發(fā)拉曼散射。它可以被認(rèn)為是一種量子效應(yīng)——信號場零點(diǎn)振蕩的放大。 9 9S-P}xd  
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拉曼散射也被稱為非彈性散射，因?yàn)樗�所涉及的光子能量損失在某種程度上類似于機(jī)械物體碰撞中動能的損失。 T.kQ] h2ZG  
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