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)，因此對晶體的對稱性沒有要求，可選擇范圍很寬，甚至可以是對稱性高結(jié)構(gòu)簡單的材料，而倍頻晶體必須在非中心對稱的21個晶類中選擇；(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)計則較為簡單，它以位相匹配理論為基礎(chǔ)，首先必須對晶體的折射率進(jìn)行精確測量，而后要根據(jù)特定波長的倍頻計算切割角(一般不在主軸方向上)，所加工成的倍頻器件僅對此波長有效，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，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間變化特性與入射泵浦脈沖的時間變化特性相似。

       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：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．