当光在受横向磁场影响的散射介质中传播时，它会沿垂直于入射光束和磁场的方向偏转，这种现象称为光子霍尔效应 （PHE）这种效应与电子霍尔效应具有很强的现象学相似性，在电子霍尔效应中，洛伦兹力导致电子轨迹的偏转。PHE的起源是无序介质中单个粒子的光散射特性的磁诱导变化。值得注意的是，PHE应该与另外两个名称相似的效应区分开来，即光子自旋霍尔效应（PSHE）和光霍尔效应。对于自旋霍尔效应，电磁的对称性允许电子的自旋被电场偏转。类似地，PSHE是指光子中磁性成分的自旋特性。光束通过光学界面或异质介质后，具有相反自旋角动量的光子发生横向自旋分离，表现为自旋依赖性分裂PSHE 不需要存在施加的磁场在PHE中，外部磁场感应散射光的偏转并产生磁横向光电流。光的霍尔效应是对光的波动性质的描述，其中轨道角动量和自旋角动量之间的相互作用导致波包运动垂直于介电常数梯度的位移虽然这三种效应可能是相关的，但我们指出，这项工作的重点是在随机激光器（RL）系统中对PHE的实验观察。我们还提到，B. A. van Tiggelen的团队在许多系统中发现了PHE，包括但不限于磁散射纳米颗粒氢原子和吸收介质。
PHE的产生机制也会产生光子磁阻（PMR），这类似于电子磁阻。多重散射光通过随机介质的传输与外加磁场有关，相对透射率随磁场的增加而降低。B. A. van Tiggelen 和合著者报告了散射介质中 PMR 的观察结果垂直于磁场方向的透射率与平方磁场强度成正比。K. J. Chao 等人在致密 Co 粒子系综中发现了各向异性 PMR10并演示铁磁颗粒中远红外传输的各向同性PMR11.PHE和PMR都显示了磁场对多重散射的调制，这对于RLs至关重要，其中多重散射起着决定性的作用8.
RL与传统激光器有很大不同，因为它们缺乏正常的谐振腔结构RL是复杂物理系统的典型例子，也是多学科研究的关键焦点。RLs吸引了材料科学研究人员的广泛研究兴趣物理传感生物医学、光通信等字段。从应用的角度来看，RL固有的随机性是真正随机性的罕见体现，在加密等领域引起了浓厚的兴趣17和时域重影成像基于物理学和数学的基本原理，研究人员努力辨别RLs紊乱现象和机制中的潜在秩序，同时寻求通过系统的方法调节这种紊乱。因此，在RL中发现了越来越多的有序规律，而传统激光器被引入并受益于无序元素。Pinheiro从理论上探讨了磁场对RL的影响，他强调了RL的品质因子Q与外部磁场之间的相关性。Pinheiro提出了一类利用磁光散射的RLs。Al-Samak等人研究了Fe的动力学特性的影响3O4不同浓度的磁性纳米流体色散对高斯激光束通过它们的传输，包括磁场强度和响应时间的作用。他们的结果表明，散射平均自由程 ls通过改变磁场强度而大大改变21.
这些高级报告提出了一些关于RL中PHE和PMR存在的重要但仍然未揭示的问题。据我们所知，到目前为止，这两种现象从未在RL系统中报道过。为了探究RL中是否存在PHE和PMR，需要找到合适的RL系统和合适的表示方法，将PHE和PMR带来的宏观实验结果与磁场无序散射的微观调控联系起来。
可以从各种增益散射系统（例如聚合物）获得 RL22液晶、量子点半导体等。在这些系统中，光纤的二维波导约束可以形成“全反射-散射-全反射”散射系统，降低了RL的阈值，并将RL发射限制在锥形方向。此外，高分子材料也相当多样化和包容性，它们可以掺杂适当的结构并呈现出有趣的特性，这扩大了RL调制的潜在应用。因此，在聚合物光纤（POF）的纤芯中掺杂磁散射介质和增益材料可以构成一种合适的RL构型，用于探索PHE和PMR效应。
对于第二个要求，RL的独特结构提供了优越的特性。由于多重散射的无序性，RL中多个主峰的强度和位置在一定范围内也表现出随机波动，这是宏观表现中的微观散射紊乱。Angelani等人使用无序系统的统计物理学研究了多模激光器的非线性动力学，证明了光在通过随机非线性介质传播时表现出玻璃行为，并预测了复制对称性破坏（RSB）相变作为泵浦强度的函数。自旋玻璃理论是复杂物理学的前沿研究范式之一，它描述了神经网络和生物系统、随机光子学和许多其他研究领域。
根据这个理论，同一个系统在相同的条件下可以达到不同的状态。这种行为类似于自旋玻璃相、铁磁相和顺磁相的理论表示，以及它们之间的跃迁。例如，二氧化硅的玻璃状结构是无定形的，表现出无序的性质。相比之下，二氧化硅的石英结构表现出晶体排列，其特征是规则的晶体对称性。类似地，在磁自旋中观察到自旋玻璃和顺磁态。RSB在无序介质中具有瑞利散射的初步实验演示由Ghofraniha等人进行。通过将低聚染料掺入无定形固体中。随后，Gomes等人在一维连续掺铒纤维RL中观察到RSB32并在 YBO 的 RL 制度中3−掺杂钕3+结晶粉末胡的团队使用静电旋转技术制造了POF RL，并在不同的泵浦能量下观察到不同的顺磁性和自旋玻璃相胡等人通过实现POF RLs中的温度和结构可控RSBs，提出了RLs中可调RSB的实验证明36.这表明 POF RL 中的结构可调 RSB 可能是由 POF 内无序程度的变化引起的。RLs散射无序的评估是一个亟待解决的问题。上述工作启发了我们利用自旋玻璃理论中的RSB现象来表征磁场对RL无序多重散射的调制程度，进而探索PHE和PMR如何影响RLs发射。
在这项工作中，我们掺杂了 Fe3O4@SiO2将具有核壳结构的磁性纳米颗粒放入POF的纤维芯中生成RL，并实验观察PHE和PMR在RL中的应用。对于 PHE，施加的磁场使 RL 产生磁横向光电流。对于PMR，我们观察到RL的强度随着磁场强度的增加而降低。为了探究PHE和PMR对RL无序多重散射的影响，我们首先基于纳米颗粒磁无序的场依赖理论，确定了RLs的散射无序随着磁场的增加而减小。然后，应用自旋玻璃理论中的RSB分析磁场在调节随机激光散射无序程度中的作用。我们的研究结果表明，由于磁偶极子自旋和散射截面的影响，RL的散射无序随着磁场的增加而减小。本研究强调了无序RL多重散射的调控规律，并从无序的角度对RL RSB理论进行了更深入的分析。
