相干反斯托克斯拉曼光谱(CARS)

这种技术涉及到的现象波的混合，利用了高强度的刺激喇曼散射，具有常规拉曼光谱的适用性。CARS方法中两个强共线激光频率为ν的光束₁和ν₂(ν₁>ν₂)照射样品。如果频率差异,ν₁−ν₂，等于拉曼主动旋转或振动跃迁的频率ν_R，则效率的波混合是增强和ν处的信号_一个= 2ν₁−ν₂（anti-Stokes)和ν_年代= 2ν₂−ν₁（斯托克斯)是由于介质的非线性极化，由波的混合产生的。虽然任何一个输出信号都可以被检测到，但反斯托克斯频率远高于ν₁并且具有易于通过光学滤波从样品中可能同时产生的入射光束和荧光中分离的优点。尽管相同的光谱跃迁，也就是那些频率ν_R，是由传统的拉曼光谱和CARS确定的，后者产生的信号强度为10⁴-10年⁵倍好。这种增强的信号电平可以大大减少记录信号所需的时间光谱．因为一致性在产生的信号中，输出波束散度小，且具有良好的空间特性歧视根据背景信号得到。这种噪音可能发生在检查分子经历化学发光，化合光或存在于火焰或放电中。由于反斯托克斯信号的产生发生在两个入射光束聚焦的小体积内，因此样本量不必很大。可以使用微升大小的液体样品和毫托压力下的气体。可用的空间识别的另一个优点是能够检查样本中的不同区域。例如，CARS可用于确定作文以及火焰和等离子体中的局部温度。由于激振信号与观测信号之间的近共线性关系，使得实验结果与实验结果一致多普勒效应是最小化，分辨率0.001厘米⁻¹可以实现。该技术的主要缺点是需要具有极好的强度稳定的激光源。

激光磁共振和斯塔克波谱

由于激光信号产生的特性，大多数激光在一个可感知的频率范围内是不可调谐的，即使是那些可以调谐的，如染料激光器，也必须由泵浦激光器驱动，对于给定的染料有一个有限的调谐范围。这种限制可以被克服分子具有永久磁矩或电偶极矩通过使用外部磁或电场使能级之间的能量间距与激光的频率一致。

具有一个或多个未配对电子的分子将具有永久磁矩。这样的例子顺系统是免费的激进分子例如NO, OH和CH₂而且过渡金属离子像铁(H₂O)₆^{3 +}和Cr (CN)₆⁴⁻．一个假设具有单个未成对基团的电子能级图电子两个能级，一个基态轨道为零角动量（l= 0)，激发态为l= 1表示在图11．当磁场是增加了，分离了吗塞曼组件将进行转换，并且每个组件都允许转换(Δ米= 0或±1，其中米＝l+米_年代［自旋角动量])将逐渐与激光频率重合，并观察到信号强度的变化。来增强该技术灵敏度高，通常将样品放置在激光腔内，并对磁场进行调制。通过使激光腔成为反应流系统的一部分，可以检测顺磁反应中间体的存在并记录其光谱。顺磁性种浓度低至10⁹已经观察到每立方厘米的分子数。这种方法可以识别在星际空间观察到的自由基，并为它们提供光谱细节。

一个类似的方法,称为斯塔克光谱学，涉及到一个强变量的使用电场分裂和改变具有永久性的分子的能级间距电偶极子的时刻。一般原则体现在图11，用电场代替磁场。由于需要非常高的电场(1000 - 5000伏/厘米)，样品必须位于紧密间隔的金属板之间。这就排除了样品包含在激光腔内。通过调制电场来提高灵敏度。虽然激光的频率可以稳定和测量到20-40千赫兹以内，分子的测定参数限于准确性吗固有的在测量电场时，即十分之一⁴．该方法可用于确定旋转跃迁落在微波区以上的物质的偶极矩和结构。