布里渊散射——一种涉及声学声子的非线性散射效应
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布里渊散射是由布里渊提出来的，在1922年从理论上预言由热激声波引起的光散射。
1964年的一天，R.Y.Chiao等人将He-Ne激光打进各种液体中，第一次在实验中观察到受激布里渊散射；布里渊散射也属于拉曼效应，即光在介质中受到各种元激发的非弹性散射，其频率变化表征了元激发的能量。
与拉曼散射不同的是，在布里渊散射中是研究能量较小的元激发，如声学声子和磁振子等。
光纤中的散射过程主要有三种，分别是布里渊散射、拉曼散射与瑞利散射。其中布里渊散射是光波与声波在光纤中传播时互相作用而产生的散射。
布里渊散射是一种非弹性散射（光的散射频率不等于入射频率），经过散射后会发生频移，称为布里渊频移，散射可以分为自发布里渊散射和受激 布里渊散射，而受激布里渊散射往往建立在自发布里渊散射的基础上。
一束频率为w的泵浦光通过光纤由于电致伸缩效应，产生弹性声波。弹性声波会使光纤折射率在时间和空间上发生周期性改变，可看做是一个动态光纤光栅。
泵浦光受声子对光栅调制，产生ws的相干声波，同时产生频率为wp 的散射光波又称为Stokes光。
受激布里渊散射的过程实质可描述为，一个泵浦光子的湮灭，同时产生了一个散射光子和一个声学声子，该过程相互作用的量子间同时满足能量和动量守恒定律。
在光纤中传播的光波，其大部分是前向传播的，但由于光纤的非结晶材料在微观空间存在不均匀结构，有一小部分光会发生散射。
光纤中的散射过程主要有三种：瑞利散射、拉曼散射和布里渊散射，它们的散射机理各不相同。
其中，布里渊散射是光波与声波在光纤中传播时相互作用而产生的光散射过程，在不同的条件下，布里渊散射又分别以自发散射和受激散射两种形式表现出来。
入射的声子能够转化为一个具有更低能量的散射声子，通常是背向传播，还有另一个声子。
光场与声波通过电致伸缩发生相互耦合。即使在很低的光功率情况下，光纤材料分子的布朗运动将产生声学噪声，当这种声学噪声在光纤中传播时，其压力差将引起光纤材料折射率的变化，从而对传输光产生自发散射作用，同时声波在材料中的传播将使压力差及折射率变化呈现周期性，导致散射光频率相对于传输光有一个多普勒频移，这种散射称为自发布里渊散射。
自发布里渊散射可用量子物理学解释如下：一个泵浦光子转换成一个新的频率较低的斯托克斯光子并同时产生一个新的声子；同样地，一个泵浦光子吸收一个声子的能量转换成一个新的频率较高的反斯托克斯光子。
因此在自发布里渊散射光谱中，同时存在能量相当的斯托克斯和反斯托克斯两条谱线，其相对于入射光的频移大小与光纤材料声子的特性有直接关系。
由于构成光纤的硅材料是一种电致伸缩材料，当大功率的泵浦光在光纤中传播时，其折射率会增加，产生电致伸缩效应，导致大部分传输光被转化为反向传输的散射光，产生受激布里渊散射。
具体过程是：当泵浦光在光纤中传播时，其自发布里渊散射光沿泵浦光相反的方向传播，当泵浦光的强度增大时，自发布里渊散射的强度增加，当增大到一定程度时，反向传输的斯托克斯光和泵浦光将发生干涉作用，产生较强的干涉条纹，使光纤局部折射率大大增加。
这样由于电致伸缩效应，就会产生一个声波，声波的产生激发出更多的布里渊散射光，激发出来的散射光又加强声波，如此相互作用，产生很强的散射，这就是受激布里渊散射（SBS）。
相对于光波而言，声波的能量可忽略，因此在不考虑声波的情况下，这种SBS过程可以概括为频率较高的泵浦光的能量向频率低的斯托克斯光转移的过程。
这样受激布里渊散射可以看成仅仅是在有泵浦光存在的情况下在电致伸缩材料中传播的斯托克斯光经历了一个光增益的过程。在受激布里渊散射中，虽然理论上反斯托克斯和斯托克斯光都存在，一般情况下只表现为斯托克斯光。
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