Le second groupe de photons correspond à la diffusion Raman, diffusion inélastique de la lumière, les molécules absorbant ou émettant de l’énergie. Si les molécules réémettent des photons d’énergie inférieure à celle des photons incidents, c’est la diffusion Raman Stokes, dans le cas d’une énergie supérieure, c’est la diffusion Raman anti-Stokes.