激光拉曼光谱技术
激光拉曼光谱法
激光拉曼光谱法激光拉曼光谱法（LaserRamanSpectroscopy，LRS）是一项非常重要的光谱技术，它是利用比较强的激光光束来测定物质的结构和化学性质。
技术的基本原理是利用激光照射被检测物质，使其中的原子能量升高，从而产生拉曼散射，通过测量散射光，可以获得有关物质结构和化学性质的信息。
简而言之，激光拉曼光谱法是利用激光光束使物质发射出拉曼散射，从而获得物质的结构和化学属性的一种光谱技术。
激光拉曼光谱法的优点主要有四：首先，它是一种非破坏性的检测方法，可以测量微量样品；其次，它具有良好的空间分辨率，可以对多种材料进行非破坏性检测；再次，它具有较强的抗噪声能力，并且测量精度高；最后，它可以用来测量几乎所有物质，涵盖了生物、化学和物理学等多个领域。
激光拉曼光谱法的应用非常广泛，它可以用来测量有机物、无机物、晶体以及液体的物理性质、结构和化学性质，同时可以用于对分子的排序和重组、纳米结构的测量以及蛋白质的结构分析，等等。
例如，激光拉曼光谱法可以用来分析有机材料、无机材料以及半导体材料，也可以用来测量液体、固体、粉体等材料的某些特性。
激光拉曼光谱法的精度取决于多种因素，主要有激光束能量、激光束精度、样品大小、样品分布和测量环境等。
因此，在实际使用时，必须按照规定的标准来选择合适的激光束、样品大小以及测量环境，以确保能够获得准确的测量结果。
除此之外，在使用激光拉曼光谱法测量样品时，为了避免环境温度和湿度等外界因素的影响，最好在封闭空间中进行测量。
总之，激光拉曼光谱法是一种非常实用的光谱技术，它可以用来检测有机物、无机物、晶体以及液体的物理性质、结构和化学性质，为分析物质的组成和结构提供了一种简洁、准确的方法。
当然，要想获得准确的测量结果，就必须根据测量样品的特性，选择合适的激光束、样品大小以及测量环境，严格按照规定的标准来进行测量。
激光拉曼光谱
激光拉曼光谱激光拉曼光谱(Laser-RamanSpectroscopy，简称LRS)是一种利用激光来分析物质结构的一种光谱技术，它利用一个发射激光光束，并用它强烈聚焦在分析物的表面上，使之发射出一个与激光光束频率不同的被称为拉曼散射的光束，从而得到拉曼光谱，从而分析和判断物质的分子结构、晶体结构等。
激光拉曼光谱技术由Laser Raman Spectroscopy隐含在其中，是一种把激光光束投影到物体表面，并对物体表面反射出的光线进行分析、测定其频率特征来达到分析物体结构的一种技术。
激光拉曼光谱有着广泛的研究应用，它既可以用于分析固体，也可以用于分析液体，还可以用于分析气体，用于研究物体的结构，用于研究物体的性能以及用于研究物体的分子组成或结构的研究。
激光拉曼光谱的基本原理是利用激光对物体表面发射的光线进行发射分析，因此拉曼光谱仪是一种采用双光路，一个使用激光发射光束，另一个使用拉曼散射分析激光发射光束反射回来的信号，从而分析该物体的光谱特性的仪器。
通过概率分析拉曼散射信号，可以推断出分子或晶体结构特性，从而获得其结构信息，进而研究物体的性能。
例如，在材料科学领域，可以通过激光拉曼光谱技术分析出晶体的结构信息，从而了解晶体的性质和物理特性，并获得晶体的分子结构参数，进而研究其特性。
激光拉曼光谱技术具有品质检测简便、快速、稳定、可靠、耗能低等优点，已经广泛应用在航天、航空、军事、制造业、生物、化学、电子等诸多领域。
此外，激光拉曼光谱技术的应用涉及的领域还不断扩大，例如，在汽车制造业和医疗领域，激光拉曼光谱技术应用也越来越广泛。
激光拉曼光谱技术具有很高的研究和应用价值，它是一种测定物体结构的有效方法。
但是，激光拉曼光谱技术仍然有一定的局限性，因为其分析效率低，容易受到环境噪声的干扰，还可能因为激光发射时的频率不够均匀而影响分析结果。
激光拉曼光谱技术是一种重要的光谱技术，正得到越来越多的研究与应用，也应得到相应的重视。
4.5 激光拉曼光谱法
4.5 激光拉曼光谱法
拉曼光谱图
Raman spectrum of CCl4
4.5 激光拉曼光谱法
红外光谱和拉曼光谱
红外
1. 吸收红外光谱 2. 分子偶极距的变化 3. 非对称振动模式有高灵敏度
拉曼
1. 光的非弹性散射 2. 极化率的变化 3. 对称振动模式有高灵敏度
4.5 激光拉曼光谱法
拉曼光谱与红外光谱的关系
互斥法则 互允法则 互阻法则
O=C=O 对称伸缩
O=C=O 反对称伸缩
偶极距不变无红外活性 偶极距变有红外活性
极化率变有拉曼活性 极化率不变无拉曼活性
4.5 激光拉曼光谱法
拉曼光谱技术的优越性
对样品无接触，无损伤
B
提供高质量的分 子结构信息
无需制备
可以选择激发 光的波长
优
点
用量少
维护成本低，使用简单
• 肿瘤检测 • 文物考古分析 • 公安与法学样品无损分析 • 鉴定参与界面过程的分子物种，研究界面
物种的取向，确定表面膜组成和厚度
4.5 激光拉曼光谱法
➢表面增强拉曼光谱（SERS）
表面增强拉曼散射效应是指在特殊制备的一些金属良导体表面或溶 胶中，吸附分子的拉曼散射信号比普通拉曼散射信号大大增强的现象。
➢ 傅立叶变换拉曼光谱仪与普通激光拉曼光谱仪比较 • 傅立叶变换拉曼光谱优势在于可以避免荧光干扰, 提高了散射光信号的信
噪比，拓宽了拉曼光谱的应用范围。 ➢ 傅里叶变换拉曼光谱主要应用于高分子材料、生物材料研究等方面。
4.5 激光拉曼光谱法
➢ 傅立叶变换拉曼光谱仪与普通激光拉曼光谱仪比较 • 以近红外激光代替可见激光做光源。 • 由迈克尔逊干涉仪傅里叶变换系统代替分光扫描系统对散射光进
激光拉曼光谱习题选择题
激光拉曼光谱习题选择题一、选择题1. 激光拉曼光谱技术是一种基于拉曼散射现象的分析技术，其原理是：A. 激光光源的波长与样品分子的转动和振动频率相匹配，从而产生拉曼散射。
B. 激光光源的波长与样品分子的吸收频率相匹配，从而产生拉曼散射。
C. 激光光源的波长与样品分子的能级差相匹配，从而产生拉曼散射。
D. 激光光源的波长与样品分子的电子跃迁能级相匹配，从而产生拉曼散射。
2. 拉曼散射发生时，下面哪种光发生频率改变？A. 入射光B. 散射光C. 双方光D. 单色光3. 激光拉曼光谱技术与红外光谱技术相比，以下哪项是激光拉曼光谱的优势之一？A. 激光拉曼光谱无需样品预处理。
B. 激光拉曼光谱仅适用于无机化合物分析。
C. 激光拉曼光谱的分辨率较低。
D. 激光拉曼光谱无法应用于溶液样品。
4. 激光拉曼光谱的仪器主要由以下组成部分构成：A. 激光器、样品室、探测器和数据处理系统。
B. 激光器、红外光谱仪、样品室和数据处理系统。
C. 红外光谱仪、样品室、探测器和数据处理系统。
D. 激光器、样品室、红外光谱仪和数据处理系统。
5. 下列哪项不是激光拉曼光谱技术的应用领域？A. 医学诊断B. 食品安全检测C. 原油分析D. 流体动力学研究6. 激光拉曼光谱技术常用的激光光源包括以下哪几种？A. 氩离子激光器、氦氖激光器、二极管激光器B. 氩离子激光器、红外光谱仪、二极管激光器C. 红外光谱仪、二极管激光器、激光二极管D. 氩离子激光器、氦氖激光器、激光二极管7. 激光拉曼光谱技术中的微型拉曼光谱仪的特点是：A. 体积小、重量轻、适用于现场快速检测B. 体积大、重量重、适用于实验室分析C. 体积小、重量轻、适用于溶液样品分析D. 体积大、重量重、适用于无机化合物分析二、简答题1. 请简要介绍激光拉曼光谱技术的基本原理。
2. 与红外光谱技术相比，激光拉曼光谱技术有哪些优势和应用领域？3. 请简述激光拉曼光谱仪的主要组成部分及其功能。
激光拉曼光谱分析
2 拉曼效应（1） 1）瑞利散射
一个频率为 的单色光（一般为可见光），当
不被物体吸收时，大部分将保持原来的方向穿过 物体，但大约有1/105——1/103的光被散射到各 个方向。并且在与入射光垂直的方向，可以看到 这种散射光。1871年科学家Rayleigh发现了这种 现象，因此称之为瑞利散射。该种散射为弹性碰 撞，光的频率不变。
•11
2 拉曼效应（10）
拉曼散射的多个不同的波数
•12
2 拉曼效应（11）
拉曼散射的多个不同的波数
•13
3 拉曼光谱仪（1）
1）激光光源：氩离子激光器，激光波长 514.5nm（绿光）, 氦氖激光器，激光波长 488.0nm（紫光）。
激光的特点：偏振光，强度大，可聚集成很 细的一束。 照射在样品上的一个点（1微米区域），因 此把激光拉曼光谱又称之外激光拉曼微探 针：Laser Raman Microscopy （LRM）
•5
2 拉曼效应（4）
若入射光的波数为0，则拉曼散射的0i 。 又称之为拉曼位移。
E1为分子的基态； E2为除基态以外的某
一能级（如某一振 动态） E3和E3’为该分子的受 激虚态之能级。
•6
2 拉曼效应（5）
1）处于基态E1的分子受入射 光子h0的激发，跃迁到受 激虚态E3，而后又回到基 态E1。或者E2的分子激发 到E3’，很快又回到E2，这 两种情况下，能量都没有 改变，这种弹性碰撞称之 为瑞利散射，散射光的波 数等于入射光的波数。
散射波的波数等于0＋’
•9
2 拉曼效应（8）
斯托克斯散射和反斯 托克斯散散统称为拉 曼散射。实际上，反 斯托克斯散射的强度 比较大，因此在拉曼 光谱测定上习惯采用 反斯托克斯散射。
激光拉曼光谱
激光拉曼光谱激光拉曼光谱技术是一种基于激光和拉曼散射原理的光谱分析技术，它通过测量拉曼光谱，研究物质的化学结构、成分信息、物性参数等，以及拉曼光谱和分子结构的关系，为物理、化学和材料科学领域提供了广泛的研究和应用机会。
激光拉曼光谱的研究方法包括电子及共振光谱技术，它可以用来探测物质的结构和性质，也可以识别和分析物质的成分。
激光拉曼光谱的技术依赖的理论基础可以分为普通的拉曼原理、共振拉曼原理和复合拉曼原理。
拉曼原理是由拉曼散射测量分析物质中元素振动或颗粒所产生的拉曼散射现象，这种现象所产生的拉曼光谱容易识别物质的成分和结构。
共振拉曼散射是由物质的外电子云或共价键的频率相关的电磁场的组合而观测到的，它可以获得元素在物质中的分子结构，从而获得物质的化学结构信息。
复合拉曼散射是指拉曼散射和共振拉曼散射结合在一起使用，可以获得更多的信息。
激光拉曼光谱技术是一种灵敏、高分辨率的分析技术，可以应用于多种物质，如生物、材料、环境等，它可以用来检测机理、探索结构、计算反应率,在广泛应用于物理化学研究和机械工程制造领域。
激光拉曼光谱技术的优点可归纳为：（1）精确可靠，它可以测量到物质结构的非常小的变化，而不会受到其他因素的影响；（2）灵敏度高，可以探测到痕量物质；（3）可以获得高分辨率的全光谱信息；（4）可以检测物质的多种特性；（5）对物质的测量不受环境的影响；（6）快速测量，可以快速分析多种物质。
激光拉曼光谱技术的应用十分广泛，它可以应用于工业领域的控制及检测，如分析精细化学品；也可以应用于表面分析，如金属和多层膜结构的探索；可以应用于生命科学领域，如生物分子和生物大分子的结构和物性参数的检测；还可以应用于环境领域，如分析气体、水体中的痕量化学物；还可以应用于材料工程领域，如分析材料的结构和组成，以及晶体内部的分析等。
总之，激光拉曼光谱技术在物理、化学、材料工程、环境等多个领域中都有着广泛的应用，它拥有良好的准确性、灵敏性以及全光谱信息分析能力，而且操作简单便捷，是一种重要的分析技术。
激光拉曼光谱的基本原理和应用
激光拉曼光谱的基本原理和应用概述激光拉曼光谱是一种分析化学技术，通过激光与物质相互作用产生拉曼散射，来研究物质的结构、组成和分子间相互作用。
它具有非破坏性、无需样品准备和实时性等优点，逐渐成为了化学、材料科学、生物科学等领域的重要工具。
基本原理1.激光激发：使用单色激光激发样品，激光光源通常采用连续激光或脉冲激光。
2.拉曼散射：激光与物质相互作用时，部分光子会发生能量改变，产生拉曼散射。
拉曼散射分为斯托克斯拉曼散射和反斯托克斯拉曼散射两种类型。
3.能量转移：拉曼散射中发生的能量转移可以反映样品的各种信息，包括化学成分、结构、晶格振动、分子动力学等。
4.光谱测量：将拉曼散射的频率和强度进行测量，得到拉曼光谱。
拉曼光谱可以通过光谱解析获得样品的详细信息。
应用领域1. 分析化学•定性分析：通过比对拉曼光谱数据库，可以鉴定物质的组成和结构，例如鉴别药品中的成分、研究有机化合物的结构等。
•定量分析：利用拉曼光谱与物质的浓度之间的关系，可以进行定量分析，例如测定食品中的添加剂含量、检测环境中的污染物等。
•微生物检测：拉曼光谱可以用于微生物的快速检测与鉴别，例如检测食品中的细菌、水质中的藻类等。
2. 材料科学•表征材料：激光拉曼光谱可以用于表征各种材料，包括无机材料、有机材料和生物材料等，例如研究催化剂的表面性质、分析聚合物的分子结构等。
•动态研究：拉曼光谱可以实时监测样品的变化过程，例如观察材料的相变、溶液的反应动力学等。
•薄膜制备：通过拉曼光谱的组成分析，可以优化薄膜的制备过程，提高其性能。
3. 生物科学•细胞研究：利用激光拉曼光谱，可以对细胞的化学成分进行非破坏性分析，例如观察细胞的代谢活性、鉴别癌细胞等。
•药物研发：拉曼光谱可以用于药物的研发过程中，以评估其结构、稳定性和溶解度等。
•生物分子结构解析：通过拉曼光谱，可以研究生物分子的结构和相互作用，例如蛋白质的折叠状态、核酸的结构等。
研究进展•激光技术的进步：随着激光技术的不断发展，激光拉曼光谱的应用范围和灵敏度得到了显著提高。
激光拉曼光谱技术
第二节
相干反斯托克斯拉曼散射光谱
自发拉曼散射光的强度很弱，给测量带来了许多困难。 实验研究发现，随着激光功率的提高，由强激光电场诱导 的二次以上的高阶极化现象越来越显著。 产生了一些新的拉曼散射现象：受激拉曼散射、受激拉曼 增益散射与逆拉曼散射、相干斯托克斯拉曼散射与反斯托克斯 拉曼散射、拉曼诱导克尔效应等。 这些新的拉曼散射现象的共同特点是信号强度大，比自发 拉曼散射光的强度提高109量级。 用相干拉曼散射进行光谱测量，发现了一些用自发拉曼散 射无法发现的光谱信息。
六、拉曼散射的应用 1．分子结构的研究 拉曼光谱是一种测量分子振动的光谱技术，拉曼频移的 产生是基于分子振动。拉曼频移值与分子的振动能级相对应， 而不同的振动能级起源于不同方式的振动。化合物中的结构 基团都有其特征的振动频率，据此，可以直接鉴定化合物的 结构基团，判断化学健的性质及其变化。在许多化合物的拉 曼谱上有长的全对称振动泛频系列，可以利用来进行分子振 动的非谐性研究。 2. 定量分析中的应用 依据拉曼谱线的强度与入射光的强度和样品分子的浓度 的正比例关系，可以利用拉曼谱线来进行定量分析。
第七章
激光拉曼光谱技术
1928年 印度科学家拉曼(C. V. Raman)与克里希南(K. S. Krishnan)在液体与蒸汽中发现了拉曼散射现象。 当一束光入射到分子上时，除了产生与入射 光频率ω0相同的散射光以外，还有频率分量 为 ω0±ωM 的散射光， ωM 是与分子振动或转 动相关的频率，拉曼散射非常弱。 拉曼获得了1930年度的诺贝尔奖金
3)正常拉曼散射光的强度与激发光频率的四次方成正比，而 对表面增强拉曼散射这一关系并不成立，表现为宽频带的共 振关系；选择定则也放宽了．实验发现，某些只有红外活性 的介质，测量到了增强拉曼散射信号；
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
激光拉曼光谱技术
摘要:论文综述了激光拉曼光谱的发展历史，拉曼光谱原理，其中有自发拉曼散射，相干反射托克斯拉曼散射光谱和受
激拉曼散射。
关键词:激光拉曼光谱原理自发反斯托克斯受激
正文
1．拉曼光谱的发展历史
印度物理学家拉曼于1928年用水银灯照射苯液体,发
现了新的辐射谱线:在入射光频率ω0的两边出现呈对称分
布的,频率为ω0-ω和ω0+ω的明锐边带,这是属于一种
新的分子辐射,称为拉曼散射,其中ω是介质的元激发频率。
拉曼因发现这一新的分子辐射和所取得的许多光散射研究
成果而获得了1930年诺贝尔物理奖。
与此同时,前苏联兰
茨堡格和曼德尔斯塔报导在石英晶体中发现了类似的现象,
即由光学声子引起的拉曼散射,称之谓并合散射。
法国罗卡特、卡本斯以及美国伍德证实了拉曼的观察
研究的结果。
然而到1940年,拉曼光谱的地位一落千丈。
主要是因为拉曼效应太弱(约为入射光强的10-6),人们难以
观测研究较弱的拉曼散射信号,更谈不上测量研究二级以上
的高阶拉曼散射效应。
并要求被测样品的体积必须足够大、无色、无尘埃、无荧光等等。
所以到40年代中期,红外技
术的进步和商品化更使拉曼光谱的应用一度衰落。
1960年
以后,红宝石激光器的出现,使得拉曼散射的研究进入了一
个全新的时期。
由于激光器的单色性好,方向性强,功率密
度高,用它作为激发光源,大大提高了激发效率。
成为拉曼
光谱的理想光源。
随探测技术的改进和对被测样品要求的
降低,目前在物理、化学、医药、工业等各个领域拉曼光谱
得到了广泛的应用,越来越受研究者的重视。
70年代中期,激光拉曼探针的出现,给微区分析注人活力。
80年代以来,美国Spex公司和英国Rr i ns how公司
相继推出,位曼探针共焦激光拉曼光谱仪,由于采用了凹陷
滤波器(notch filter)来过滤掉激发光,使杂散光得到抑制,因而不在需要采用双联单色器甚至三联单色器,而只需要采用单一单色器,使光源的效率大大提高,这样入射光的功率
可以很低,灵敏度得到很大的提高。
Di l o公司推出了多测点在线工业用拉曼系统,采用的光纤可达200m,从而使拉曼
光谱的应用范围更加广阔。
2拉曼光谱的原理
2.1自发拉曼散射
泵浦光注入光纤后，其部分能量转为拉曼散射光，当
泵浦光的强度小于阈值时，这时光纤分子的热平衡没有被
破坏，这种拉曼散射叫自发拉曼散射。
拉曼散射的产生原
因是光子与分子之间发生了能量交换改变了光子的能量。
2.2拉曼散射的产生
光子和样品分子之间的作用可以从能级之间的跃迁来
分析。
样品分子处于电子能级和振动能级的基态,入射光子的能量远大于振动能级跃迁所需要的能量,但又不足以将分子激发到电子能级激发态。
这样,样品分子吸收光子后到达一种准激发状态,又称为虚能态。
样品分子在准激发态时是不稳定的,它将回到电子能级的基态。
若分子回到电子能级基态中的振动能级基态,则光子的能量未发生改变,发生瑞
利散射。
如果样品分子回到电子能级基态中的较高振动能
级即某些振动激发态,则散射的光子能量小于入射光子的能量,其波长大于入射光。
这时散射光谱的瑞利散射谱线较低频率侧将出现一根拉曼散射光的谱线,称为St okes线。
如果样品分子在与入射光子作用前的瞬间不是处于电子能级
基态的最低振动能级,而是处于电子能级基态中的某个振动能级激发态,则入射光光子作用使之跃迁到准激发态后,该
分子退激回到电子能级基态的振动能级基态,这样散射光能量大于入射光子能量,其谱线位于瑞利谱线的高频侧,称为
antiStokes线。
Stokes线和anti-Stokes线位于瑞利谱线
两侧,间距相等。
Stokes线和anti-Stokes线统称为拉曼谱线。
由于振动能级间距还是比较大的,因此,根据波尔兹曼
定律,在室温下,分子绝大多数处于振动能级基态,所以Stokes线的强度远远强于anti-Stokes线。
拉曼光谱仪一
般记录的都只是Stokes线。
2.3拉曼散射的选择定则
外加交变电磁场作用于分子内的原子核和核外电子,可
以使分子电荷分布的形状发生畸变,产生诱导偶极矩。
极化
率是分子在外加交变电磁场作用下产生诱导偶极矩大小的
一种度量。
极化率高,表明分子电荷分布容易发生变化。
如
果分子的振动过程中分子极化率也发生变化,则分子能对电
磁波产生拉曼散射,称分子有拉曼活性。
有红外活性的分子
振动过程中有偶极矩的变化,而有拉曼活性的分子振动时伴
随着分子极化率的改变。
因此,具有固有偶极矩的极化基团,一般有明显的红外活性,而非极化基团没有明显的红外活性。
拉曼光谱恰恰与红外光谱具有互补性。
凡是具有对称中心
的分子或基团,如果有红外活性,则没有拉曼活性;反之,如
果没有红外活性,则拉曼活性比较明显。
一般分子或基团多
数是没有对称中心的,因而很多基团常常同时具有红外和拉
曼活性。
当然,具体到某个基团的某个振动,红外活性和拉
曼活性强弱可能有所不同。
有的基团如乙烯分子的扭曲振动,则既无红外活性又无拉曼活性。
2.4相干反斯托克斯拉曼散射光谱
早在1923年，A.Smekal等人在理论上预言：光通过介
质时，由于它们之间的相互作用，可以观测到光频率发生
变化，相位也发生无规律的变化。
1928年，印度物理学家
拉曼(C.V.Raman)在研究液体苯的散射时，从实验上发现了
这种散射光，由于是拉曼发现的这个现象，因此称为拉曼
散射。
不久，ndsberg和L.I.Mandelestam在石英中
观察到了散射光频率变化的现象。
后来布拉瑟克
(E.Placzek)在拉曼理论上做了很多工作:他发现在散射光
谱中激发线的两侧各存在一条谱线：低频一端的曲线的频
率为ν0-Δν，称之为斯托克斯线或红伴线；高频一端曲
线的频率为ν0+Δν，称之为反斯托克斯线或紫伴线。
激
发线处的散射谱线则称之为瑞利线。
一种物质的拉曼线可
以有若干对，每一对线(一条斯托克斯线和一条对应的反斯
托克斯线)对应于物质的某两个能级间的差值(振动、转动
或电子能级之间的差值)。
从那时起，拉曼效应就被作为一
个分析物质结构的有力工具。
当入射光是一束足够强的激光时，斯托克斯谱线的强
度开始比例于自身而增长，具有明显的受激特性，这就是
受激拉曼散射。
受激拉曼散射是强激光与物质相互作用所
产生的受激声子(光学支声子)对入射光的散射，而自发拉
曼散`射是热振动声子对入射光的散射，其散射具有随机性
特点。
受激拉曼散射过程中入射光子()主要被光学支声子()所散射。
对斯托克斯线的受激拉曼过程可简述如下：最初
一个入射于介质的相干光子与一个热振动声子碰撞，产生
了一个斯托克斯光子()，同时增添一个光学支声子，这个
光学支声子再与入射光子相碰撞，又增添一个光学支声子，同时产生一个斯托克斯光子。
这样重复下去，形成一个雪
崩过程。
产生光学支声子的过程，关键在于有足够多的入
射光子，由于光学支声子所形成的声波是相干的，入射光
波也是相干的，所以拉曼散射后所形成的斯托克斯光子也
是相干的，这就是一阶斯托克斯散射的受激过程。
反斯托
克斯线则是入射于介质的相干光子与光学支声子作用，产
生一个反斯托克斯光子()。
当斯托克斯光强到一定程度时，它自身还会作为泵浦光，发生更高阶的拉曼散射。
受激拉
曼散射的本质就是入射光和斯托克斯光之间的相互耦合引
起这两个光波之间的有效能量转移。
受激拉曼散射满足动
量守恒和能量守恒。
2.5受激拉曼散射
受激拉曼散射是强激光的光电场与原子中的电子激发、分子中的振动或与晶体中的晶格相耦合产生的，具有很强
的受激特性，即与激光器中的受激光发射有类似特性：方
向性强，散射强度高。
受激拉曼散射现象是1962年伍德伯里（Woodburry）
和恩戈（Ng）偶然发现的。
他们在研究以硝基苯作Q开关
红宝石激光器的克尔盒时，探测到从克尔盒发射出的强红
外辐射信号，波长是767.0nm。
按照红宝石的能级及其与谐
振腔的耦合来看，该装置输出的激光光谱只存在694.3nm
谱线。
然而，用分光仪测量波长时，发现若无克尔盒时，
确实只存在694.3nm谱线，—旦在腔中加上硝基苯克尔盒，则除了694.3nm外，还有767.0nm谱线。
经反复研究，红
宝石材料的确不存在767.0nm谱线。
后来证实它是硝基苯
所特有的，是由强红宝石激光引起的一条拉曼散射斯托克
斯谱线。
当激光功率密度增加到超过1MW/cm时，767.0nm
谱线的强度显著增加，其输出发散角很小，具有和激光同
样好的方向性，而且，谱线宽度变窄，说明此时的767.0nm
辐射已经是受激辐射。