Sachverhalt:
A.
Das Appellationsgericht des Kantons Basel-Stadt verurteilte A._ am 21. Mai 2019 in Bestätigung des Urteils des Strafgerichts des Kantons Basel-Stadt vom 11. August 2017 wegen Amtsmissbrauchs zu einer bedingten Geldstrafe von 210 Tagessätzen zu Fr. 80.-- und auferlegte ihm die Verfahrenskosten.
Das Bundesgericht hiess die hiergegen geführte Beschwerde in Strafsachen am 11. März 2020 wegen Verletzung des Anspruchs auf rechtliches Gehör gut, hob das Urteil vom 21. Mai 2019 auf und wies die Sache zur neuen Entscheidung an das Appellationsgericht zurück.
B.
Das Appellationsgericht sprach A._ nach Eingang des ergänzenden rechtsmedizinischen Gutachtens und Durchführung einer mündlichen Berufungsverhandlung am 4. Juni 2020 erneut des Amtsmissbrauchs schuldig und verurteilte ihn zu einer bedingten Geldstrafe von 180 Tagessätzen zu Fr. 80.--. Ferner regelte es die Kosten- und Entschädigungsfolgen.
Das Appellationsgericht erachtet folgenden Sachverhalt als erstellt:
Anlässlich der Anhaltung in der Nacht vom 29. auf den 30. September 2013 trat der Polizeibeamte A._ den wehrlos in Bauchlage auf dem Boden liegenden B._ (nachfolgend Angehaltener) mit seinem rechten Fuss in das Gesicht und schlug dessen Kopf mit den Händen mehrfach gegen den Boden.
C.
A._ führt erneut Beschwerde in Strafsachen und beantragt, das appellationsgerichtliche Urteil sei aufzuheben und er sei vollumfänglich freizusprechen. Eventualiter sei das Verfahren zur Neubeurteilung an das Appellationsgericht zurückzuweisen. Subeventualiter sei er mit einer Geldstrafe von 80 Tagessätzen zu bestrafen.
Das Gesuch von A._, seiner Beschwerde sei die aufschiebende Wirkung zu erteilen, wies der damalige Präsident der Strafrechtlichen Abteilung des Bundesgerichts am 6. Juli 2020 ab.

Erwägungen:
1.
1.1. Der Beschwerdeführer kritisiert die vorinstanzliche Sachverhaltsfeststellung und Beweiswürdigung als fehlerhaft und willkürlich sowie die Unschuldsvermutung verletzend. Er argumentiert, dem Gutachten und der gerichtlichen Würdigung lägen zwei schwergewichtige Fehler zugrunde: Einerseits sei über das verzerrte Grundbild die zweidimensionale Schuhsohle im Ruhezustand manuell gelegt worden, ohne dass die Veränderung im Noppenabstand wie etwa beim schrägen Auftritt auf die Wange oder beim Gehen berücksichtigt worden wäre. Andererseits sei die Elastizität der Haut mit entsprechender Verschiebung, was den Noppenabstand erheblich verändere, nicht berücksichtigt worden. Ferner verfalle die Vorinstanz in Willkür, wenn sie zum Schluss gelange, die Aussagen des Angehaltenen wiesen eine hohe Glaubhaftigkeit auf und seien in sich stimmig.
1.2. Die Vorinstanz beschäftigt sich zunächst mit dem Einwand des Beschwerdeführers, das rechtsmedizinische Gutachten vom 22. November 2013 beruhe auf unzulänglichen bzw. verzerrten Fotografien und gelangt in Würdigung der Stellungnahme des IRM vom 27. April 2020 zum Schluss, die Verzerrungen seien so gering, dass die Aussagen des Gutachtens und dessen Würdigung durch die Vorinstanz im ersten Berufungsurteil vom 21. Mai 2019 nicht in Frage gestellt würden. Es bleibe demnach bei der Feststellung, dass der Tritt ins Gesicht des Angehaltenen mit hoher Wahrscheinlichkeit mit dem rechten Turnschuh des Beschwerdeführers abgegeben worden sei. Selbst wenn kein Gutachten vorläge, wäre der Beschwerdeführer gestützt auf die übrigen Beweise (Belastungen des Angehaltenen, Tatrekonstruktion vom 15. Dezember 2015 und Aussagen der übrigen Anwesenden) schuldig zu erklären. Sie legt in der Folge dar, wie sie die einzelnen Beweise würdigt. Dabei zeigt sie auf, dass und weshalb sie die Aussagen des Angehaltenen als in sich stimmig und glaubhaft erachtet. Ferner begründet sie ausführlich, weshalb sie eine Verwechslung oder Dritttäterschaft ausschliesst, um zum Schluss zu gelangen, dass der Beschwerdeführer den Tritt gegen den Kopf des Angehaltenen von der rechten Seite aus abgegeben habe. Schliesslich setzt sie sich mit den Beweisanträgen des Beschwerdeführers auseinander und weist sie ab. Gestützt auf die von ihr gewürdigten Beweise erachtet sie als erstellt, dass der Beschwerdeführer sich im Kopfbereich des Angehaltenen hinstellte, diesen ins Gesicht trat und danach dessen Kopf mit den Händen mehrfach gegen den Boden schlug (Urteil S. 3 ff.).
1.3. Das Bundesgericht legt seinem Urteil den Sachverhalt zugrunde, den die Vorinstanz festgestellt hat (<ref-law>). Die Sachverhaltsfeststellung der Vorinstanz kann vor Bundesgericht nur gerügt werden, wenn sie offensichtlich unrichtig, d.h. willkürlich ist oder auf einer Rechtsverletzung im Sinne von <ref-law> beruht und die Behebung des Mangels für den Ausgang des Verfahrens entscheidend sein kann (Art. 97 Abs. 1 und Art. 105 Abs. 2 BGG; zum Willkürbegriff: <ref-ruling> E. 4.1.2; <ref-ruling> E. 1.3.1; je mit Hinweisen). Das Bundesgericht prüft die Rüge der offensichtlich unrichtigen Feststellung des Sachverhalts gemäss <ref-law> nur, soweit sie in der Beschwerde explizit vorgebracht und substantiiert begründet worden ist. Auf eine rein appellatorische Kritik am angefochtenen Urteil tritt es nicht ein (<ref-ruling> E. 4.1.2; <ref-ruling> E. 2.1; je mit Hinweisen).
Dem Grundsatz "in dubio pro reo" kommt in seiner Funktion als Beweiswürdigungsregel im Verfahren vor Bundesgericht keine über das Willkürverbot von <ref-law> hinausgehende Bedeutung zu (BGE <ref-ruling> E. 1.3.1; <ref-ruling> E. 2.2.3.3; je mit Hinweisen).
1.4. Die Kritik des Beschwerdeführers am rechtsmedizinischen Gutachten vom 22. November 2013 und an der Stellungnahme des IRM vom 27. April 2020 ist unbegründet. Sie fusst auf der Annahme, die gutachterliche Einschätzung wie auch die vorinstanzliche Beweisführung gründeten auf einer simplen Distanzmessung zwischen den einzelnen Noppen der Schuhsohle. Dies trifft nicht zu. Vielmehr wird in der Stellungnahme des IRM festgehalten, bei der Beurteilung geformter Verletzungen auf der Haut und deren Zuordnung zu möglichen Tatwerkzeugen müssten nicht nur die absoluten Abmessungen berücksichtigt werden, sondern ganz wesentlich auch Formelemente und deren Anordnung zueinander. Im zu beurteilenden Fall sei bei der Zuordnung des Sohlenprofils zur Verletzung der Umstand von besonderem Vorteil gewesen, dass praktisch jedes einzelne Profilelement des Sohlenprofils eine etwas unterschiedliche Form aufwies. Damit sei es ohne begründeten Zweifel möglich gewesen, das Sohlenprofil des rechten Schuhs im Bereich der Zehenballen der Verletzung im Gesicht zuzuordnen (kantonale Akten, Stellungnahme IRM S. 7, act. 430; vgl. auch Gutachten S. 8, act. 129). Daraus ergibt sich, dass entgegen dem Einwand des Beschwerdeführers nicht alleine die Distanz der einzelnen Noppen bzw. Profilelemente zueinander, sondern insbesondere deren unterschiedliche Form für die gutachterliche Einschätzung ausschlaggebend war. Damit geht seine Kritik an der Sache vorbei, da sich die von ihm geltend gemachten schwerwiegenden Fehler allenfalls einzig auf den Noppenabstand auswirken könnten, der letztlich für die gutachterliche Einschätzung nicht ausschlaggebend war. Insgesamt ist unter Willkürgesichtspunkten nicht zu beanstanden, dass die Vorinstanz das rechtsmedizinische Gutachten als stimmig sowie nachvollziehbar bezeichnet und darauf abstellt.
Mit seinen weiteren Rügen vermag der Beschwerdeführer keine Willkür in der vorinstanzlichen Sachverhaltsfeststellung und Beweiswürdigung aufzuzeigen, zumal er weitestgehend in unzulässige appellatorische Kritik verfällt. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn er ausführt, der Angehaltene schildere einen Tatablauf, der physisch gar nicht möglich sei, geltend macht, es sei naheliegend, dass der Angehaltene ihn infolge starken Kokain- und Ecstasy-Konsums verwechselt habe, oder einwendet, er möge auf der rechten Seite des Angehaltenen gestanden sein, es sei jedoch möglich, dass die anderen Polizisten je nach Zeitpunkt auch dort gewesen seien. Mit seinen Vorbringen zeigt der Beschwerdeführer nicht auf, dass die vorinstanzliche Würdigung der Aussagen des Angehaltenen willkürlich ist. Die Vorinstanz legt nachvollziehbar dar, dass dieser von Beginn an den Beschwerdeführer mit ganz konkreten Vorwürfen belastet, das Kerngeschehen in mehreren Einvernahmen im Wesentlichen gleich geschildert und differenziert ausgesagt habe (Urteil S. 6). Es ist nicht zu beanstanden, wenn sie bei der Beweiswürdigung auf die Aussage des Angehaltenen abstellt, wonach es der Beschwerdeführer gewesen sei, der ihn getreten habe. Daran ändert auch nichts, dass sie im Zusammenhang mit der Turnschuhmarke angesichts der gutachterlichen Erkenntnisse von den Angaben des Angehaltenen abweicht. Die Vorinstanz hat in ihrem ersten Berufungsurteil, auf welches sie in ihrer Begründung teilweise verweist und mit dem sich der Beschwerdeführer auch auseinandersetzt, nachvollziehbar und willkürfrei ausgeführt, weshalb sie davon ausgeht, dass sich der Angehaltene bezüglich der Turnschuhmarke geirrt hat (vgl. Urteil S. 6, erstes Berufungsurteil S. 9 f. mit Hinweis auf das erstinstanzliche Urteil S. 6 f.). Kommt hinzu, dass der Beschwerdeführer nach der Aufforderung, die am Tag des Vorfalls getragenen Turnschuhe beizubringen, zwei Paar Turnschuhe abgegeben habe mit dem Hinweis, dass er diese beiden Schuhpaare bei Zivileinsätzen trage und nicht mehr wisse, welches Paar er beim Vorfall getragen habe (erstes Berufungsurteil S. 10). Auf die ausführliche Begründung der Vorinstanz, weshalb eine Verwechslung bzw. eine Dritttäterschaft auszuschliessen sei (Urteil S. 7 f.), geht der Beschwerdeführer nicht ein. Insgesamt begründet die Vorinstanz ihr Beweisergebnis, wonach der Beschwerdeführer den Angehaltenen getreten habe, schlüssig und ohne in Willkür zu verfallen. Damit erweist sich die Kritik des Beschwerdeführers an der vorinstanzlichen Sachverhaltsfeststellung und Beweiswürdigung als unbegründet.
2.
2.1. Der Beschwerdeführer rügt, die Vorinstanz verletze <ref-law>, indem sie nicht von einer Strafe absehe. Es stehe eine bedingte Strafe im Raum, er habe sich mit dem Angehaltenen aussergerichtlich geeinigt und dieser habe sein Desinteresse am Strafverfahren bekundet.
2.2. Die Vorinstanz erwägt zusammengefasst, es handle sich um einen Übergriff eines Polizisten bei der Ausübung des Gewaltmonopols des Staates. Straftaten eines Polizisten bei einer Arrestierung müssten in aller Regel strafrechtliche Konsequenzen zeitigen, und dies gerade unter dem Aspekt des Rechtsfriedens, der ohne regelkonform funktionierende staatliche Institutionen nicht gewährleistet sei (Urteil S. 9 mit Hinweis auf das erste Berufungsurteil S. 12).
2.3. Bei der Wiedergutmachung nach Art. 53 aStGB (in Kraft bis zum 30. Juni 2019; der für den Beschwerdeführer im Sinne von <ref-law> milder ist; vgl. Urteile 6B_91/2021 vom 30. Juni 2021 E. 1.3.1; 6B_346/2020 vom 21. Juli 2020 E. 2.2) sieht die zuständige Behörde von einer Strafverfolgung, einer Überweisung an das Gericht oder einer Bestrafung ab, wenn der Täter den Schaden gedeckt oder alle zumutbaren Anstrengungen unternommen hat, um das von ihm bewirkte Unrecht auszugleichen, (lit. a) die Voraussetzungen für die bedingte Strafe (<ref-law>) erfüllt sind und (lit. b) das Interesse der Öffentlichkeit und der Geschädigten an der Strafverfolgung gering sind.
Selbst wenn sich die Tatschwere im Rahmen von Art. 53 lit. a aStGB hält und volle Wiedergutmachung geleistet wurde, führt dies nicht zwingend zum Entfallen des öffentlichen Interesses an der Strafverfolgung. Zu beurteilen bleibt, ob die Verhängung einer Strafe unter spezial- oder generalpräventiven Gesichtspunkten notwendig erscheint. Aus Sicht der positiven Generalprävention kann das Vertrauen der Allgemeinheit in das Recht gestärkt werden, wenn festgestellt wird, dass auch der Täter den Normbruch anerkennt und sich bemüht, den Rechtsfrieden wiederherzustellen. Spezialpräventive Überlegungen sind bereits beim Entscheid über den bedingten Strafvollzug zu berücksichtigen. Da die Gewährung des Strafaufschubs eine Voraussetzung der Wiedergutmachung ist, spielen sie bei der Beurteilung des öffentlichen Interesses nach Art. 53 aStGB nur eine untergeordnete Rolle. Bei der Beurteilung der öffentlichen Strafverfolgungsinteressen ist im konkreten Fall insbesondere auch nach den geschützten Rechtsgütern zu unterscheiden. Art. 53 aStGB nimmt explizit Bezug auf die Wiedergutmachung des begangenen Unrechts. Worin dieses Unrecht liegt, definieren die einzelnen Tatbestände des Kern- und Nebenstrafrechts. Bei Straftaten gegen individuelle Interessen und einem Verletzten, der die Wiedergutmachungsleistung akzeptiert, wird häufig auch das öffentliche Interesse an der Strafverfolgung entfallen. Bei Straftaten gegen öffentliche Interessen ist zu beurteilen, ob es mit der Erbringung der Wiedergutmachung sein Bewenden haben soll oder ob sich unter Gesichtspunkten des Schuldausgleichs und der Prävention weitere strafrechtliche Reaktionen aufdrängen (vgl. <ref-ruling> E. 3.4.3 und E. 3.5.3; Urteile 6B_91/2021 vom 30. Juni 2021 E. 1.3.1 f.; 6B_51/2021 vom 11. Juni 2021 E. 2; 6B_593/2019 vom 15. Januar 2020 E. 2.2; 6B_533/2019 vom 3. Juli 2019 E. 3.1; 6B_344/2013 vom 19. Juli 2013 E. 4.3; je mit Hinweisen).
2.4. Die Vorinstanz verletzt kein Bundesrecht, indem sie von einer Strafbefreiung im Sinne von Art. 53 aStGB absieht. Sie erwägt zutreffend, dass ein öffentliches Interesse daran besteht, dass sich Polizisten in Ausübung des Gewaltmonopols regelkonform verhalten. Kommt hinzu, dass der Beschwerdeführer den ihm vorgeworfenen Normbruch nicht anerkannt hat, was gemäss bundesgerichtlicher Rechtsprechung Voraussetzung für eine Anwendung von Art. 53 aStGB wäre (vgl. <ref-ruling> E. 1.2.1; <ref-ruling> E. 3.5.3 i.f.; Urteile 6B_91/2021 vom 30. Juni 2021 E. 1.3.1; 6B_765/2020 vom 23. Oktober 2020 E. 1.1.3; 6B_593/2019 vom 15. Januar 2020 E. 2.2; 6B_344/2013 vom 19. Juli 2013 E. 4.3 i.f.). Es ist nicht zu beanstanden, wenn die Vorinstanz trotz Desinteresseerklärung des Angehaltenen und der Möglichkeit der Ausfällung einer bedingten Strafe die Voraussetzungen für eine Strafbefreiung als nicht gegeben erachtet.
3.
3.1. Der Beschwerdeführer wendet sich gegen die Strafzumessung. Er macht geltend, die Vorinstanz zeige nicht anhand von Vergleichsurteilen auf, weshalb die hohe Einsatzstrafe von neun Monaten angemessen sein solle. Vergleichbare Urteile lägen tiefer. Die Vorinstanz berücksichtige zu wenig, dass es sich um einen intensiven Polizeieinsatz gehandelt habe, und unterschlage den emotionalen Teil, der bei der Festnahme einer renitenten Person eine Rolle spiele. Fehl am Platz seien Ausführungen betreffend fehlender Einsicht oder Reue. Die Vorinstanz hätte berücksichtigen müssen, dass er sich mit dem Angehaltenen geeinigt habe. In Berücksichtigung des emotionalen Aspekts und der vollständigen Einigung sei eine Geldstrafe von 80 Tagessätzen angemessen.
3.2. Das Bundesgericht hat die Grundsätze der Strafzumessung nach <ref-law> wiederholt dargelegt (<ref-ruling> E. 1.2; <ref-ruling> E. 6.1; <ref-ruling> E. 5.4 ff.; je mit Hinweisen). Darauf kann verwiesen werden. Dem Sachgericht steht bei der Gewichtung der verschiedenen Strafzumessungsfaktoren ein erheblicher Ermessensspielraum zu. Das Bundesgericht greift auf Beschwerde hin in die Strafzumessung nur ein, wenn die Vorinstanz den gesetzlichen Strafrahmen über- oder unterschritten hat, wenn sie von rechtlich nicht massgeblichen Kriterien ausgegangen ist oder wesentliche Gesichtspunkte ausser Acht gelassen bzw. in Überschreitung oder Missbrauch ihres Ermessens falsch gewichtet hat (<ref-ruling> E. 1.2; <ref-ruling> E. 5.6; Urteil 6B_23/2021 vom 20. Juli 2021 E. 4.2; je mit Hinweisen).
3.3. Die vorinstanzliche Strafzumessung erweist sich als nachvollziehbar und bundesrechtskonform. Es ist nicht ersichtlich, dass die Vorinstanz sich von sachfremden Kriterien leiten lässt oder das ihr zustehende Ermessen überschreitet. Nicht weiter einzugehen ist auf den Vorwurf, sie berücksichtige nicht, dass Vergleichsurteile deutlich tiefer ausfallen würden; der Beschwerdeführer belässt es bei der blossen Behauptung, ohne Beispiele hierfür zu nennen. Die Vorinstanz erwägt, das Verschulden des Beschwerdeführers liege im unteren bis mittleren Bereich. Dabei bezieht sie den Umstand, dass es sich um eine dynamische Verfolgungsjagd gehandelt habe und alles sehr schnell gegangen sei, in ihre Erwägungen ein. Es ist nicht zu beanstanden, wenn sie erschwerend berücksichtigt, dass der Angehaltene bereits auf dem Boden gelegen habe, als ihn der Beschwerdeführer in das Gericht getreten habe. Damit trägt sie dem Umstand, dass es sich um einen intensiven Polizeieinsatz und nicht um eine geplante Tat gehandelt habe, g ebührend Rechnung. Sie bezeichnet das Verhalten des Beschwerdeführers zu Recht als unprofessionell, unfair und gefährlich. Auch die Beurteilung der Täterkomponente erfolgt ermessenskonform. Die Vorinstanz gewichtet das Vorleben und die geringe berufliche Erfahrung des Beschwerdeführers leicht strafmindernd. Es ist nicht zu beanstanden, wenn sie ihm weder Einsicht noch Reue zu Gute hält. Die Einigung mit dem Angehaltenen "ohne Anerkennung einer Rechtspflicht" führt nicht zwingend zu einer Strafminderung infolge Einsicht und Reue, zumal der Beschwerdeführer die Tat auch vor Bundesgericht noch bestreitet. Schliesslich nimmt die Vorinstanz aufgrund der langen Verfahrensdauer insgesamt eine Strafreduktion von drei Monaten vor und erachtet eine Strafdauer von sechs Monaten den Umständen für angemessen. Insgesamt liegt die ausgesprochene bedingte Geldstrafe von 180 Tagessätzen zu Fr. 80.-- im sachrichterlichen Ermessen. Daran ändert nichts, dass dem Beschwerdeführer aufgrund der Höhe der Strafe berufliche Konsequenzen drohen.
4.
Die Beschwerde ist abzuweisen, soweit darauf eingetreten werden kann. Bei diesem Verfahrensausgang sind die bundesgerichtlichen Kosten dem Beschwerdeführer aufzuerlegen (<ref-law>).

Demnach erkennt das Bundesgericht:
1.
Die Beschwerde wird abgewiesen, soweit darauf einzutreten ist.
2.
Die Gerichtskosten von Fr. 3'000.-- werden dem Beschwerdeführer auferlegt.
3.
Dieses Urteil wird den Parteien und dem Appellationsgericht des Kantons Basel-Stadt, Dreiergericht, schriftlich mitgeteilt.
Lausanne, 17. Januar 2022
Im Namen der Strafrechtlichen Abteilung
des Schweizerischen Bundesgerichts
Die Präsidentin: Jacquemoud-Rossari
Die Gerichtsschreiberin: Andres