一个透明的光学介质，通过介质传播的光的光强度的非线性响应很快，但不是瞬时的。特别是，非瞬时响应所造成的振动的晶体（或玻璃）晶格。当这些振动与光学声子，效果被称为拉曼散射，而声学声子与Brillouin散射。当两个具有不同波长（通常具有相同偏振方向）的激光束通过拉曼活性介质一起传播时，较长波长的光束（称为斯托克斯波）可以以较短波长的光束为代价进行光放大.。此外，晶格振动被激发，导致温度上升。拉曼放大器和拉曼激光器可以利用较长的波长的拉曼增益。如果斯托克斯位移对应于几个太赫兹的频率差，增益可以是可观的。

在拉曼散射过程中，一个泵浦光子被转换成一个较低的能量信号光子，光子能量的差被声子（晶格振动的量子）带走.。原则上，也有可能是一个已经存在的声子与泵光子相互作用产生一个更高的能量光子，属于一个反斯托克斯波在较短的波长。然而，这个过程通常是弱的，特别是在低温下。然而，注意到，强反斯托克斯光也可以出现四波混频，如果该过程是相位匹配。

当生成的斯托克斯波的强度变得足够高，该波可能再次作为进一步拉曼过程的泵。特别是在一些拉曼激光器，它是可以观察到几个斯托克斯订单（级联拉曼激光器）。

除了上述受激拉曼散射效应，可以用经典物理描述，也有自发的拉曼散射，量子效应引起的。

拉曼散射也可以发生在宽的光谱中，例如，超短光脉冲，有效地移动的频谱包络的脉冲朝向较长的波长（拉曼自频移，也被称为孤子自频移）。

一些典型的拉曼活性介质:

• 某些气体，如氢气（H2），甲烷（CH4）和二氧化碳（CO2），用于，例如，为拉曼频移器的高压细胞

• 固态介质如玻璃纤维或某些晶体，如氮化钡=巴（NO3）2，各种tungstatessuch KGd（WO4）2 = KGW和KY（WO4）2 = KYW，及合成金刚石

拉曼效应发生在一起的克尔效应，这导致从（几乎）的瞬时响应的电子。

图1：光纤放大器中脉冲频谱的演化。在右端附近，一个重要的部分的功率被转移到较长的波长分量的受激拉曼散射。仿真已经取得了与软件RP光纤功率作为案例研究的一部分。

在诸如强脉冲光纤放大器之类的光纤器件中，拉曼散射是有害的：它可以将许多脉冲能量传递到波长范围内，不产生激光放大.。这种效果可以限制峰值功率实现这样的设备。即使在连续波高功率光纤激光器和放大器，拉曼散射可能是一个问题。有，然而，各种类问题的解决方案，包括啁啾脉冲放大和特殊设计的光纤的使用抑制散射衰减的拉曼频移波长成分的拉曼光谱。

散装的媒体，如某些非线性晶体材料，多余的受激拉曼散射甚至可以通过非共线相位匹配时，如果泵的强度较高，波束宽度足够大。这可能会发生例如在光学参数发生器与强烈的泵脉冲操作。

拉曼散射也用于光谱学。特别是，它允许一个调查材料的振动模式。