由于激光器發(fā)出的激光波長是有限的，拓展激光波長是激光研究的重要研究內(nèi)容．目前拓展激光波長的手段有： (1)通過非線性晶體的頻率變換，實(shí)現(xiàn)激光波長的變換，包括倍頻、和頻、光參量振蕩及放大等． (2)通過拉曼材料的受激拉曼散射(stimulated Raman scattering，SRS)．受激拉曼散射與非線性光學(xué)材料相比具有顯著的特點(diǎn)：主要表現(xiàn)在：(a)SRS是三階非線性光學(xué)效應(yīng)，因此對(duì)晶體的對(duì)稱性沒有要求，可選擇范圍很寬，甚至可以是對(duì)稱性高結(jié)構(gòu)簡單的材料，而倍頻晶體必須在非中心對(duì)稱的21個(gè)晶類中選擇；(b)SRS相應(yīng)的晶體生長較為容易，便于獲得大尺寸、高質(zhì)量單晶；(c)SRS的器件設(shè)計(jì)要求低，一般沿主軸加工即可．同一拉曼晶體，不需任何調(diào)整，只要改變泵浦光波長，就會(huì)有不同波長的拉曼激光產(chǎn)生，因此頻率調(diào)節(jié)靈活，器件適用性強(qiáng)，有利于發(fā)展高效可調(diào)諧相干光源．而倍頻晶體器件的設(shè)計(jì)則較為簡單，它以位相匹配理論為基礎(chǔ)，首先必須對(duì)晶體的折射率進(jìn)行精確測(cè)量，而后要根據(jù)特定波長的倍頻計(jì)算切割角(一般不在主軸方向上)，所加工成的倍頻器件僅對(duì)此波長有效，基頻波長、通光方向或光發(fā)散度的少許變化都會(huì)引起轉(zhuǎn)換效率的迅速降低，因而適用性差．

      受激拉曼散射的特性與激光一些主要特性完全相同，主要包括：

     (1)閾值性．當(dāng)入射激光束的光強(qiáng)或功率密度超過一定值以后，受激拉曼散射才能產(chǎn)生，這是受激輻射的特有性質(zhì)，與任何光強(qiáng)下均能發(fā)生的普通拉曼散射不同．

     (2)方向性好．當(dāng)入射激光束的光強(qiáng)或功率密度達(dá)到閾值以后，拉曼介質(zhì)散射光束的空間發(fā)散角顯著變小，可達(dá)到與入射激光發(fā)散角相接近的程度(1級(jí)斯托克斯輻射的發(fā)散角約為10一20)．且受激拉曼散射主要發(fā)生在前向和后向，而普通拉曼散射光強(qiáng)度的方向性并不明顯．

     (3)強(qiáng)度高．受激拉曼散射的光強(qiáng)或功率，可以達(dá)到與入射激光的光強(qiáng)或功率相比擬的程度，有時(shí)轉(zhuǎn)換效率可高達(dá)85％以上，而普通拉曼散射的強(qiáng)度僅為激發(fā)線強(qiáng)度的千分之一，萬分之一，甚至十萬分之一；受激拉曼散射光強(qiáng)與入射激光光強(qiáng)之間呈線性變化的關(guān)系．

      (4)高單色性．當(dāng)入射泵浦光強(qiáng)超過激勵(lì)閾值之后，受激拉曼散射的譜線寬度明顯變窄，可與激發(fā)激光譜線寬度相當(dāng)，甚至更窄．當(dāng)入射光為單模運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，銳度更顯著．而普通拉曼散射譜線不具備此特點(diǎn)，基本上是漫線．

      (5)脈寬壓縮．受激拉曼散射脈沖的時(shí)間變化特性與入射泵浦脈沖的時(shí)間變化特性相似。

       早期研究的拉曼增益介質(zhì)有氣體(如H2，N2，D2，CH4等)和液體(如硝基苯、苯、甲苯、cs2等)．近年人們又在固體拉曼介質(zhì)上進(jìn)行了許多研究工作(主要包括光纖和晶體)，光纖的最大優(yōu)勢(shì)是可在較長的作用距離內(nèi)保持高泵浦強(qiáng)度，目前激光二極管(LD)泵浦的光纖拉曼激光器已在近紅外遠(yuǎn)程通信方面獲得應(yīng)用．拉曼晶體是最近拉曼激光研究的熱點(diǎn)，其主要優(yōu)點(diǎn)包括：熱力學(xué)性能好、振動(dòng)模的線寬窄、硬度高、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，特別是高密度的拉曼活性基團(tuán)提高了拉曼散射截面，從而導(dǎo)致更低的閾值，更高的拉曼增益和更高的拉曼轉(zhuǎn)換效率．

       按照拉曼晶體與激光諧振腔的相對(duì)位置，可大致將固體拉曼激光分為兩類，一類是拉曼晶體在激光諧振腔外的拉曼頻移器，研究結(jié)果表明：BaW04晶體是性能優(yōu)良的拉曼介質(zhì)，在ns和ps激光器中，都表現(xiàn)出良好的性質(zhì)．另一類是拉曼晶體在激光諧振腔內(nèi)的拉曼激光器．目前拉曼激光器(尤其是激光二極管泵浦的拉曼激光器)的輸出功率還比較低．近年拉曼激光研究又呈現(xiàn)新的趨勢(shì)：一、拉曼激光輸出向中紅外波段拓展，例如使用BaW04晶體作為拉曼頻移器，得到了毫焦的2．75和3．7／zm波長的紅外激光輸出。二、實(shí)現(xiàn)連續(xù)拉曼激光輸出，例如使用Nd：GdV04晶體，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)的自拉曼激光1173nm和586．5nm的黃光輸出．拉曼激光器的輸出功率(尤其是激光二極管泵浦的激光器)近些年逐步升高，顯示出良好的應(yīng)用前景．