概念解釋
在熱平衡狀態下，各能級的粒子數遵從波爾茲曼分布。由於超精細塞曼子能級間的能量差Δ E很小，可近似地認為這些子能級上的粒子數是相等的。這就很不利於觀測這些子能級之間的磁共振現象。為此，卡斯特勒提出光抽運方法，即用圓偏振光激發原子，使原子能級的粒子數分布產生重大改變。
光抽運效應是建立在光與原子相互作用中角動量守恆的基礎上的。這一物理思想的由來並非偶然。據卡斯特勒本人講，他在法國巴黎高等師範學校學習時，對電磁輻射與原子相互作用如何套用角動量守恆原理表示就特別感興趣。
由於光波中磁場對電子的作用遠小於電場對電子的作用，故光對原子的激發，可看作是光波的電場部分起作用。設偏振光的傳播方向跟產生塞曼分裂的磁場 B的方向相同，則左旋圓偏振的光的電場 E繞光傳播方向作右手螺旋轉動，其角動量為 h/2π；右旋圓偏振的光的電場 E繞光傳播方向作左手螺旋轉動，其角動量為− h/2π；線偏振的π光可看作兩個旋轉方向相反的圓偏振光的疊加，其角動量為零。
具體說明
現在以銣燈作光源。銣原子從5P到5S的躍遷有兩條光譜線，一條是5P→5S，叫D線，波長為794.8nm；另一條是5P→5S，叫D線，波長為780nm。這兩條譜線在銣燈光譜中特彆強，用它們去激發銣原子時，銣原子將會吸收它們的能量而引起相反方向的躍遷過程。然而頻率一定而角動量不同的光所引起的塞曼子能級的躍遷是不同的，由理論推導可得躍遷的選擇定則為
Δ L=±1，Δ F= 0，±1，Δ m=±1 （5）
所以，當入射光為D光作用於Rb時，由於Rb的5S態和5P態的磁量子數 m的最大值均為+2，而光的角動量為 h/2π，它只能引起Δ m= +1的躍遷，故D光只能把基態中除 m=+2以外各子能級上的原子激發到5P的相應子能級上。
躍遷到5P上的原子經過大約10s後，通過自發輻射以及無輻射躍遷兩種過程，以相等機率回到基態5S各個子能級上。這樣，經過多次循環之後，基態 m=+2子能級上的粒子數就會大大增加，即基態其他能級上大量的粒子被“抽運”到基態 m=+2子能級上。這就是光抽運效應。同理，如果用D光照射，則大量粒子將被“抽運”到 m= −2子能級上。但是π光照射是不可能發生光抽運效應的。
對於Rb，若用D光照射，粒子將會“抽運”到 m=+3子能級上。
