Pomparea optică este un proces în care lumina este folosită pentru a ridica (sau „pompa”) electronii de la un nivel energetic inferior într-un atom sau moleculă la unul superior. Este utilizat în mod obișnuit în construcția de lasere, pentru a pompa mediul activ al laserului astfel încât să se obțină inversiunea de populație. Tehnica a fost dezvoltată de Alfred Kastler, laureat al Premiului Nobel în 1966, la începutul anilor 1950.
Pomparea optică este, de asemenea, utilizată pentru a pompa ciclic electronii legați în interiorul unui atom sau al unei molecule către o stare cuantică bine definită. Pentru cel mai simplu caz de pompare optică coerentă pe două niveluri a unei specii atomice care conține un singur electron cu înveliș exterior, aceasta înseamnă că electronul este pompat în mod coerent la un singur subnivel hiperfin (etichetat m F {\displaystyle m_{F}\!} m_{F}\!), care este definit de polarizarea laserului de pompare împreună cu regulile de selecție cuantică. La pomparea optică, se spune că atomul este orientat într-un anumit m F {\displaystyle m_{F}\!} m_{F}\! subnivel, însă, datorită naturii ciclice a pompării optice, electronul legat va suferi, de fapt, o excitație și o dezintegrare repetată între subnivelurile de stare superioară și inferioară. Frecvența și polarizarea laserului de pompare determină care m F {\displaystyle m_{F}\!} m_{F}\! subnivelul în care este orientat atomul.
În practică, este posibil ca pomparea optică complet coerentă să nu aibă loc din cauza lărgirii la putere a lățimii de linie a unei tranziții și a unor efecte nedorite, cum ar fi captarea structurii hiperfine și captarea radiației. Prin urmare, orientarea atomului depinde, în general, de frecvența, intensitatea, polarizarea, lățimea de bandă spectrală a laserului, precum și de lățimea de linie și probabilitatea de tranziție a tranziției absorbante.
Un experiment de pompare optică se găsește în mod obișnuit în laboratoarele de licență de fizică, folosind izotopi gazoși de rubidiu și prezentând capacitatea radiației electromagnetice de radiofrecvență (MHz) de a pompa și de a debloca în mod eficient acești izotopi.
.