Beim optischen Schwingungsmodus eines Kristalls oszillieren
die einzelnen Bestandteile der Einheitszelle gegenphasig, wobei
der Schwerpunkt der Elementarzelle nicht bewegt wird. Das Quantum dieses
Schwingungsmodus wird als optisches Phonon bezeichnet. Wie bei den akustischen
Phononen unterscheidet man auch hier zwischen longitudinalen und transversalen
Schwingungen. Optische Moden können nur in solchen Zellen auftreten, bei denen
mehr als ein Atom pro Einheitszelle auftritt. Im Falle von Silizium ist die
Wigner-Seitz-Zelle aus zwei ineinander verschachtelten kubisch
flächenzentrierten Gittern aufgebaut, die um ein Viertel der Raumdiagonale
versetzt sind und acht Atome pro Einheitszelle aufweisen. Das Potential, das
auf die Elektronen wirkt, ist proportional zur Auslenkung mit einem als konstant
angenommenen Maß für die Stärke der Wechselwirkung 
[79][80],
Im Gegensatz zur akustischen Deformationspotentialstreuung ist dieser Prozeß inelastisch. Elektronen können also Energie durch Emission eines Phonons an das Gitter abgeben oder aber bei Absorption aufnehmen. Die Dispersionsrelation kann in guter Näherung als konstant gegenüber q angesetzt werden. Die Streurate kann nun folgendermaßen geschrieben werden,
Da Phononen einen ganzzahligen Spin haben, unterliegen sie der Bose-Einstein-Statistik und gehorchen der folgenden Verteilung
wobei vorausgesetzt wird, daß sich das Phononensystem im thermodynamischen Gleichgewicht mit dem Gitter befindet.
Die totale Streurate kann durch Integration über alle möglichen Endzustände
gewonnen werden und ist gleich
Der Faktor 
gibt die Anzahl der möglichen Bänder nach der Streuung
an. Dabei wird bei einer Emission die Energie vermindert, während bei
einer Absorption sich die Energie um den Betrag 
erhöht.
Die Besetzungszahl nimmt bei einer Emission um eins zu. Für ein isotropes
Mehrbandmodell, bei dem die einzelnen Bänder um 
verschoben sind, kann dieser Sachverhalt als
ausgedrückt werden. Der polare und azimutale Winkel werden als isotrop im Raum verteilt angesehen.