เลเซอร์รามาน เป็น เลเซอร์ชนิดพิเศษที่มีกลไกการขยายแสงพื้นฐานคือการกระเจิงรามานแบบกระตุ้นในทางตรงกันข้าม เลเซอร์ "ทั่วไป" ส่วนใหญ่ (เช่นเลเซอร์ทับทิม ) อาศัยการเปลี่ยนสถานะอิเล็กตรอนแบบกระตุ้นเพื่อขยายแสง

เลเซอร์รามานถูกกระตุ้นด้วยแสงอย่างไรก็ตาม การกระตุ้นนี้ไม่ได้ทำให้เกิดการผกผันของประชากรเหมือนในเลเซอร์ทั่วไป แต่โฟตอนของการกระตุ้นจะถูกดูดซับและถูกปล่อยออกมาใหม่ "ทันที" ในรูปของโฟตอนแสงเลเซอร์ความถี่ต่ำกว่า ("โฟตอนสโตกส์") โดยการกระเจิงรามานแบบกระตุ้นความแตกต่างระหว่างพลังงานของโฟตอนทั้งสองนั้นคงที่และสอดคล้องกับความถี่การสั่นของตัวกลางขยาย ทำให้ในทางทฤษฎีแล้ว สามารถสร้างความยาวคลื่นเอาต์พุตของเลเซอร์ได้ตามต้องการโดยการเลือกความยาวคลื่นของเลเซอร์กระตุ้นอย่างเหมาะสม ซึ่งแตกต่างจากเลเซอร์ทั่วไปที่ความยาวคลื่นเอาต์พุตของเลเซอร์ที่เป็นไปได้นั้นถูกกำหนดโดยเส้นการปล่อยแสงของวัสดุขยาย

ตัวอย่างเช่น ในเส้นใยแก้วนำแสงที่ทำจากซิลิกาการเปลี่ยนแปลงความถี่ที่สอดคล้องกับการขยายสัญญาณรามานสูงสุดนั้นอยู่ที่ประมาณ 13.2 เทราเฮิรตซ์ ในย่านอินฟราเรดใกล้ การเปลี่ยนแปลงนี้จะสอดคล้องกับการแยกความยาวคลื่นระหว่างแสงกระตุ้นและแสงเลเซอร์ที่ออกมาประมาณ 100 นาโนเมตร

เลเซอร์รามานตัวแรกที่สร้างขึ้นในปี 1962 โดยGisela Eckhardtและ EJ Woodbury ใช้ไนโตรเบนซีนเป็นตัวกลางขยายสัญญาณ ซึ่งถูกปั๊มภายในโพรงเลเซอร์ทับทิมแบบQ-switching ^{[ 1 ] [ 2 ]}สามารถใช้ตัวกลางขยายสัญญาณอื่นๆ ในการสร้างเลเซอร์รามานได้

เลเซอร์ Raman แบบคลื่นต่อเนื่องตัวแรกที่ใช้ใยแก้วนำแสงเป็นตัวกลางขยายสัญญาณได้รับการสาธิตในปี พ.ศ. 2519 ^{[ 3 ]}ในเลเซอร์แบบใช้ใยแก้วนำแสง การกักเก็บแสงปั๊มไว้ในเชิงพื้นที่อย่างแน่นหนาจะคงอยู่ได้ในระยะทางที่ค่อนข้างไกล ซึ่งช่วยลดกำลังปั๊มขั้นต่ำลงอย่างมากจนถึงระดับที่ใช้งานได้จริง และยังช่วยให้สามารถทำงานแบบคลื่นต่อเนื่องได้อีกด้วย

ในปี พ.ศ. 2531 เลเซอร์ไฟเบอร์รามานตัวแรกที่ใช้ไฟเบอร์แบรกเกรตติ้งได้ถูกสร้างขึ้น^{[ 4 ]}ไฟเบอร์แบรกเกรตติ้งเป็นตัวสะท้อนแสงแบบแถบความถี่แคบและทำหน้าที่เป็นกระจกเงาของโพรงเลเซอร์ โดยจะถูกสลักลงในแกนกลางของใยแก้วนำแสงที่ใช้เป็นตัวกลางขยายสัญญาณโดยตรง ซึ่งช่วยขจัดความสูญเสียจำนวนมากที่เคยเกิดขึ้นก่อนหน้านี้เนื่องจากการเชื่อมต่อของใยแก้วนำแสงกับตัวสะท้อนแสงโพรงแสงภายนอก

ปัจจุบัน เลเซอร์ Raman แบบไฟเบอร์ที่วางจำหน่ายในเชิงพาณิชย์สามารถให้กำลังเอาต์พุตในช่วงไม่กี่สิบวัตต์ในการทำงานแบบต่อเนื่อง เทคนิคที่ใช้กันทั่วไปในอุปกรณ์เหล่านี้คือการเรียงลำดับซึ่งเสนอครั้งแรกในปี 1994: ^{[ 5 ]}แสงเลเซอร์ "ลำดับที่หนึ่ง" ที่สร้างขึ้นจากแสงปั๊มในขั้นตอนการเปลี่ยนความถี่เพียงครั้งเดียวจะยังคงถูกกักไว้ในตัวเรโซเนเตอร์เลเซอร์และถูกผลักไปที่ระดับพลังงานสูงมากจนทำหน้าที่เป็นปั๊มสำหรับการสร้างแสงเลเซอร์ "ลำดับที่สอง" ที่เปลี่ยนความถี่การสั่นสะเทือนเดียวกันอีกครั้ง ด้วยวิธีนี้ ตัวเรโซเนเตอร์เลเซอร์ตัวเดียวจะถูกใช้เพื่อแปลงแสงปั๊ม (โดยทั่วไปประมาณ 1060 นาโนเมตร) ผ่านขั้นตอนที่ไม่ต่อเนื่องหลายขั้นตอนไปยังความยาวคลื่นเอาต์พุตที่ต้องการ "ตามอำเภอใจ"

เมื่อไม่นานมานี้ การเลเซอร์แบบรามานได้รับการสาธิตในตัวนำคลื่นแสงแบบบูรณาการบนซิลิคอนโดยกลุ่มของ Bahram Jalali ที่มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียในลอสแอนเจลิสในปี 2547 (การทำงานแบบพัลส์^{[ 6 ]} ) และโดย Intel ในปี 2548 (คลื่นต่อเนื่อง^{[ 7 ]} ) ตามลำดับ การพัฒนาเหล่านี้ได้รับความสนใจอย่างมาก^{[ 8 ]}เนื่องจากเป็นครั้งแรกที่มีการสร้างเลเซอร์ขึ้นในซิลิคอน: การเลเซอร์แบบ "คลาสสิก" ที่อาศัยการเปลี่ยนผ่านทางอิเล็กตรอนนั้นเป็นไปไม่ได้ในซิลิคอนผลึกเนื่องจากช่องว่างแถบพลังงานทางอ้อม แหล่งกำเนิดแสงบนซิลิคอนที่ใช้งานได้จริงจะเป็นที่น่าสนใจอย่างมากสำหรับสาขาโฟโตนิกส์ซิลิคอนซึ่งพยายามใช้ประโยชน์จากซิลิคอนไม่เพียงแต่สำหรับการสร้างอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เท่านั้น แต่ยังรวมถึงฟังก์ชันการประมวลผลแสงแบบใหม่บนชิปเดียวกันด้วย

• การขยายสัญญาณรามาน
• ซีวี รามัน

• "เลเซอร์รามาน" ในสารานุกรมฟิสิกส์และเทคโนโลยีเลเซอร์