许多核物理问题都需要在自旋空间中以某种方式取向的(所谓极化核)强而快速的轻离子束。发现如用单色激光辐射去照射原子，几乎可得到100%的极化核。核极化的发生是由于核自旋和原子中的电子自旋相互作用；在吸收激光辐射和自发辐射较低频率的光子后,原子从基态跃迁到激发态，同时核自旋反转。