光抽运：把布居差异变成可见信号

制备会改变哪些吸收还能发生

处于不同磁子能级的原子，对同一束偏振光的吸收并不相同。选择性吸收之后发生自发发射，循环多次便能在子能级间转移布居。光抽运利用这种循环，让分布偏离热平衡图样，往往把差异保存在较长寿命的基态。

关键不只是光把原子激发了，而是反复循环与选择定则建立了不平衡，改变后续吸收或荧光。核对角动量时，必须同时计算原子、偏振入射光以及离开原子的辐射。

在合适跃迁与偏振方案下，布居可累积到抽运光不再激发的子能级。原子没有离开样品，吸收却会减弱。在排除其他透射变化原因后，这才成为布居重新分配的光学迹象。

吸光态和暗态取决于完整跃迁结构。其他超精细分支、偏振不纯、失谐激发、碰撞和撞壁，都可能把原子送回吸光态。不能仅凭透射光变亮，就推断原子已经完全极化。

下列示意方程描述一个有效暗态布居所占的比例。抽运以有效速率把剩余亮态比例转入其中，弛豫则把暗态比例拉回指定平衡值。两个速率均非负，各比例介于零和一之间。

它只表示制备与弛豫的竞争，不描述相干演化，也不预测具体同位素的抽运效率。激发态布居、分支比、光学相干、辐射俘获和空间输运均未显式处理。模型中关掉抽运会恢复平衡；单纯增大抽运，也算不出真实装置的最优设置。

\frac{dp_{\mathrm d}}{dt}=R(1-p_{\mathrm d})-\Gamma(p_{\mathrm d}-p_{\mathrm{eq}})

双共振中，射频场驱动磁子能级间跃迁，光学通道检测由此带来的变化。Brossel 与 Bitter 的 1952 年论文描述偏振激发的汞原子、激发态不均匀布居，以及磁共振时出射光偏振的改变。

基态光抽运是相关扩展，并不等同于同一次汞测量。Kastler 的 1957 年总结区分激发态的光学探测，与包括钠在内的基态子能级布居集中。射频共振可破坏预先建立的分布，进而改变光学信号，无需把射频光子说成变成了可见光。

实验室历史把 Kastler 的基态抽运提议放在 1950 年，把 Brossel 的钠原子束观测放在 1952 年，并记录此前失败尝试以及照射和弛豫条件的重要性。随后发展蒸气泡，是实验技术的推进，不是画出能级图就自然完成。

Kastler 的 1966 年奖项涉及用光学方法研究原子的射频共振，不能缩写成激光冷却贡献，也不意味着每一个光学信号都测了单原子。制备、光学探测与减弱弛豫，是方法中不同的环节。

光抽运可以制备内部布居，却不一定冷却质心运动；激光冷却还必须处理动量转移与扩散。荧光读出可以区分亮暗条件，但含义取决于实际能级结构与探测器，暗段不是通用的态标签。

所链接的耦合自旋 Lab 探索有效跃迁选择模型，量子跳跃 Lab 探索另一类荧光记录。两者都不积分上面的抽运—弛豫模型，也不重建 Kastler 的钠装置。通过比较，可以看清历史重建还需哪些制备和探测机制。