Raman saçılması, biri gelen diğeri saçılan olmak üzere, iki foton içerir ve bu nedenle tek fotonlu süreçlere göre daha karmaşıktır. Raman etkisinde bir foton kristalden inelastik saçılmaya uğrarken, bir fonon veya magnun yaratılır veya yok edilir.(şek.13). Bu süreç    x-ışınlarının saçılmasıyla veya nötronların kristalden inelastik saçılmasıyla özdeştir.

Şekil 13: Bir fotonun, fonon yaratılması veya soğrulmasıyla olan Raman saçılması. Akustik fononlarla olan sürece Brillouin saçılması, optik fononlarla olana da polariton denir. Benzer süreçler spin dalgaları (magnonlar) için de gözlenir.

Birinci mertebeden Raman etkisi için geçiş kuralı

 olur. Burada gelen fotonun,  saçılan fotonun frekans ve dalga vektörleridir.     saçılma sonucu yaratılan veya yok edilen fonon içindir. İkinci mertebeden Raman etkisinde saçılma iki fonon içerir.

            Raman etkisi, örgüdeki elektronik kutuplaşmanın  gerilmeye bağlı oluşu ile mümkündür. Bunu göstermek için,bir fonon kipindeki  kutuplaşmasını fonon genliği  cinsinden bir seri olarak yazalım.

 ve gelen elektrik alan  ise, etkileşmeli elektrik dipol momentinin şöyle bir bileşimi olur:

Buna göre; frekansları  ve   olan fotonlar salınırken frekansı W olan birde fonon üretilir veya yok edilir.

            Spektrumda frekansı  olan fotona Stokes çizgisi  olana ise anti-Stokes çizgisi denir. Stokes çizgisinin şiddeti fonon yaratılması için olan matris elemanına bağlı olup bu matris elemanı, harmonik salınıcı matris elemanıyla aynıdır:

Burada  fonon kipinin doluluk sayısıdır.

Anti-Stokes çizgisi fonon yok edilmesiyle ilgili olup foton şiddeti

 olur. Fonon kipleri başlangıçta ısısal denge durumunda doluysa her iki çizginin şiddetleri oranı

olur. Burada  Planck dağılım fonksiyonu  ile verilir. Görüldüğü gibi, T®0 olurken anti- Stokes çizgisinin bağıl şiddeti sıfır olmaktadır, çünkü mutlak sıfırda yok edilecek ısısal fonon kalmaz.

            Silisyumda  =0 olan optik fononlar üzerinde yapılan gözlemler Şek. 14 ve 15 te gösterilmiştir. Silisyumun ilkel hücresinde iki özdeş atom bulunur ve fononlardan dolayı bir deformasyon olmadığı sürece elektrik dipol momenti yoktur. Ancak silisyumda =0 için  terimi sıfırdan farklıdır ve ışığın birinci mertebeden Raman etkisiyle saçıldığı gözlenir.

            İkinci mertebeden Raman etkisi kutuplaşmadaki  teriminden kaynaklanır. Bu mertebede ışığın saçılmasında, ya iki fonon birden üretilir, veya iki fonon birden yok edilir, yahut da bir fonon üretilirken diğeri yok edilir. Bu fononlar farklı frekansta olabilirler. İlkel hücrede çok sayıda atom varsa, bunlara çok sayıda fonon kipi karşılık geleceğinden, saçılan foton spektrumu oldukça karmaşık olabilir.

İkinci mertebeden Raman etkisi bir çok kristalde gözlenmiştir. Galyum Fosfit (GaP) deki ölçmeler Şek.16 de gösterilmiştir.