光照射到物質上發生彈性散射和非彈性散射. 彈性散射的散射光是與激發光波長相同的成分，成為瑞利散射；非彈性散射的散射光有比激發光波長長的和短的成分, 稱為拉曼散射（斯托克斯及反斯托克斯拉曼散射）。拉曼效應是光子與光學支聲子相互作用的結果，源于分子振動與轉動，因此從拉曼光譜中可以得到分子振動能級（點陣振動能級）與轉動能級結構的信息。
在線拉曼光譜分析系統的基本結構如圖所示，主要由五個部分組成，包括激發光源、拉曼探頭、光譜儀、檢測器和拉曼分析軟件。
拉曼光譜的強度、頻移、線寬、特征峰數目以及退偏度與分子的振動能態、轉動能態、對稱性等特性緊密相關。
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