當激發光源照射到物質上時會產生散射現象(Scattering), 在散射光中有數種波長, 激發光與物質作彈性散射時產生與原激發光相同的波長的光, 稱作瑞利散射(Rayleigh Scattering) , 而激發光與物質作非彈性散射時產生散射光波長不同於激發光源, 此類散射光中還有比激發光波長長和比激發光波長短的不同散射光, 此即為 拉曼散射(Raman Scattering )
發現
拉曼散射(Raman Scattering )的強度非常微弱, 約為瑞利散射(Rayleigh Scattering)的千萬分之一, 由於 Raman 散射非常弱, 一直到1928 年才由印度物理學家 C. V. Raman 及其學生 K. S. Krishnan發現散射光譜拉曼光譜效應中, 樣品並不吸收激發光, 因此使用虛擬能階來解釋拉曼效應. 假設樣品中的分子原來處於基態, 當受到激發光照射時, 所引發分子的極化可以看作為虛擬的吸收, 也就是電子躍遷到虛擬態（ Virtual state）, 而虛擬態上的電子立即躍遷到較低能階而發光, 即為散射光.若躍遷回到初始的電子態, 則有如圖所示的三種情況。
與原激發光頻率相同的譜線, 稱作瑞利光譜線(Rayleigh line)與原激發光頻率不同的譜線, 稱作拉曼光譜線(Raman line), 在 Raman 譜線中, 把頻率小於入射光頻率的光譜線稱為 Stokes 光譜線, 而把頻率大於入射光頻率的光譜線稱為 Anti-Stokes 光譜線。
光譜位置與強度
在示意圖中 Stokes 光譜線和 Anti Stokes 光譜線對稱地分佈於 Rayleigh 譜線的兩側, 這是由於在上述兩種情況下分別對應於得到或失去了一個振 動量子的能量。
Anti Stokes 光譜線的強度遠小於 Stokes 譜線的強度, 這是由於 Boltzmann 波茲曼分佈, 處於振動基態上的粒子數遠大于處於振動激發態上的粒子數。
激發光源
因雷射有良好的單波長性、方向性, 高強度是最理想的拉曼光譜(Raman)激發光源。
拉曼光譜應用
拉曼光譜(Raman)中的訊號提供了化學鍵、官能基的資訊, 也可以用來確認結構資訊 (如：石墨烯的結構對稱性). 手持式拉曼光譜儀, 簡化了複雜的光學路徑與組件. 利用雷射光源照射在樣品表面上, 即得到光譜資訊, 再利用儀器內部的數據庫比對當場得知物質成分果
