Spin Exchange Optical Pumping (SEOP)
SEOP 法では3Heガスを3段階で分極させますが、その際、3つのステップがあります。 ガラスセル内に100mgのルビジウム（Rb）とカリウム（K）が封入されている。 セルは装置の用途に応じて最大3気圧まで加圧可能です。 ガスのほとんどは3Heで、N2はごく少量（0.06-0.13atm）だけです。
まず、気相のルビジウム(Rb)を偏光させる。 Rbの不対価電子の簡単な電子状態図を上に示した。 高出力赤外ダイオードレーザーアレイ（Rb特有の波長795nm）を用いて、右円偏光による角運動量を光子からRb価電子へ受け渡す。 スピン磁気モーメント ms = +1 を持つ光子は、Rb 原子に吸収される。 角運動量保存則のもと、励起電子は選択則 \(\Delta)mj= +1 に従う。 電子はスピン1/2粒子であるため、mj=-1/2状態からmj=+1/2状態への遷移のみが許容される。 電子は基底状態である5s=-1/2軌道から、励起状態である5p=+1/2軌道に励起される。 励起された電子は、衝突混合により、5p軌道のスピン+1/2状態と-1/2状態の間に均等に分散される。 励起状態から、電子は放射壊変して5s軌道に戻る。この過程は衝突脱励起と呼ばれ、半分はmj = +1/2状態、半分はmj = -1/2状態に壊変する。 mj=+1/2状態にある電子は、2つの理由でその状態に留まる。 mj = +1状態にある電子は、選択則によって再び遷移することができないからです。 さらに、N2ガスでは、mj=-1の放射性光子がmj=+1/2の基底状態の電子をmj=-1/2の励起状態にすることを禁止している。 N2は大きな消光吸収断面積を持ち、Rbから放出されたエネルギーを自身の振動や回転運動に変換する能力がある。 その代わりに、レーザー光は電子を再励起し、mj = -1/2.5基底状態に崩壊させる。 この過程をデポピュレーション励起といい、mj=-1/2状態から電子を除去してmj=+1/2状態を満たし、Rbを分極する。 次にカリウム(K)の偏極を行います。 この過程は、Rb原子とK原子のスピン交換衝突によって行われる。 Kの場合、価電子が基底状態の4s軌道（mj=-1/2）から励起状態の4p軌道（mj=+1/2）へと励起されます。 この相互作用により、Rbの偏光はKに移る。
最後のステップはKとRbによる超微細相互作用を通じた3He核の偏光である。 RbとKの両原子が3He原子に衝突するが、スピン交換過程はRb-3He衝突よりK-3He衝突の方が効率的である（上の模式図）。 スピン交換が起こるためには、不対価の価電子が3Heの電子雲を突き抜けて原子核と衝突する必要があります。 このとき、3Heガスは時間をかけて偏極していきます。 スピン交換の確率が低いため、3Heの偏極過程は非常に遅い。 完全な偏極時間、すなわち「ポンプアップ時間」は1-2日のオーダーになる。 ポンプアップ時間は多くの要因によって決定され、セルによって異なる。 SEOPプロセスは遅いですが、低圧と同様に高圧（1-10気圧）でも偏極することが可能です
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