受激拉曼散射(SRS)是激光波长转换的重要的方法。气体作为受激拉曼散射的介质能够承受更高的泵浦能量,拉曼活性气体种类丰富,可满足实际应用中对激光波长多样的需求。气体受激拉曼散射产生的高阶斯托克斯光频移较大,激光波长能够达到中红外范围。本论文采用长光程拉曼增益池的设计,增加泵浦激光与气体介质的相互作用长度,促进高阶斯托克斯波长的输出。主要研究内容如下:(1)研究了长光程条件下在甲烷和氘气中的高阶斯托克斯光转换效率,分别实验不同气压下随泵浦能量逐渐增大的变化情况和不同光程数对高阶斯托克斯光光子转换效率的影响,并且对它们各自产生的一阶和二阶斯托克斯光进行取样对比。(2)研究了甲烷气体的后向受激拉曼散射情况,分析了后向受激拉曼散射产生和增益的机理。(3)研究了光程长短对高阶斯托克斯光光子转换效率的影响。探究了散热风扇对实验中热效应的影响。本文中甲烷二阶斯托克斯光的转换效率达到最大值17.2%,波长为2804 nm;氘气介质产生的二阶斯托克斯光的转换效率达到最大值24.9%,波长为2920 nm。