Như chúng ta đã đề cập, tán xạ Raman cưỡng bức (SRS) và tán xạ Brillouin cưỡng bức (SBS) là quá trình tán xạ chủ yếu không đàn hồi.
Nguồn sóng laser (nguồn bơm) có tần số ωL kích thích sự dao động bên trong môi
trường với tần số ωQđồng thời tạo ra một chùm tán xạ kèm theo gọi là sóng
dịch lượng tử do dao động phân tử thường được gọi là phonon quang học, trong khi SBS tạo ra sự tương tác với một sóng âm, đôi khi được gọi là phonon âm. Hai quá trình tán xạ khá giống nhau ở nhiều điểm và trong nhiều trường hợp có thể được mô tả bằng một công thức toán học như nhau. Thật vậy, trong trường hợp trạng thái ổn định của Brillouin, các lời giải cho SBS có thể được sử dụng cho SRS. Tuy nhiên, có một số khác biệt về bản chất vật lý quan trọng cần lưu ý:
a) Sự thay đổi tần số của SRS được đặc trưng ở mức 1000cm-1 ( ví dụ như
1
2914
R cm
ν = − đối với CH4) trong khi các thay đổi do SBS nhỏ hơn nhiều và ở mức 0,1 cm-1( ví dụ như νB ≈0.1cm−1 đối với CH4 ở λL = 249nm). Sự thay đổi tần số rất nhỏ của quá trình tán xạ Brillouin cho thấy khả năng các xung tán xạ ngược được khuếch đại trong hệ thống laser, do đó, dải tần khuếch đại với một số môi trường sẽ lớn hơn rất nhiều so với dịch tần Brilouin.
b) Thời gian tắt dần của SRS là rất ngắn, thường thì τRkhoảng vài pico giây,
trong khi đó SBS τR ở trong phạm vi nano giây, nó thường sinh ra hiện tượng
trong suốt đối với quá trình tán xạ SBS. Do thời gian tắt dần trong SBS dài nên cần có sự phân tích quá trình trong suốt trong lời giải của các phương trình. Hiện tượng trong suốt nói trên không đề cập trong chế độ ổn định.
c) Tán xạ SRS thẳng và tán xạ SRS ngược đều có thể xảy ra với độ khuếch đại cực đại và thường là theo hướng thuận. Do điều kiện hợp pha trong SBS, chỉ có tán xạ ngược xảy ra, không có sự tán xạ theo hướng thuận như có trong môi trường đẳng hướng. Việc tạo ra vạch Stokes thứ hai có tần số cao hơn trong quá trình SRS là do do cơ chế tán xạ thuận rất mạnh giới hạn sự hoạt động của tán xạ Raman tại các bộ chuyển đổi mức cao, mặc dù các tần số bậc cao hơn Stokes và đối Stokes có thể có ứng dụng quan trọng. Tán xạ bậc cao ảnh hưởng ít hơn đến tán xạ Billouin cưỡng bức .
d) Hệ số khuếch đại của trạng thái ổn định Raman thường tỉ lệ với mật độ tán xạ và bước sóng bơm gSα ρ λ/ L trong khi đối với SBS hệ số khuếch đại gBαρ2. Đối với các chất khí, hệ số khuếch đại phụ thuộc vào bình phương mật độ, nên cần nâng cao mật độ.
e) Quá trình tán xạ Brillouin, ứng với các sóng Stokes được tạo ra một cách tự nhiên từ tạp âm, thường tạo ra hiện tượng tượng liên hợp pha cùng với tín hiệu tán xạ ngược. Trong tán xạ Raman sự thay đổi tần số tương đối lớn của chùm tia Stokes làm giảm hiện tượng liên hợp pha, và làm giảm mức độ cạnh tranh quang khi cho đi qua lại giữa các linh kiện quang sai.