在随机激光中观察到光子霍尔效应和光子磁阻

近日，安徽大学物理与光电工程学院胡志家教授团队，在随机激光体系中观察到光子霍尔效应和光子磁阻，揭示了宏观层面及微观尺度上磁场对随机激光无序散射的调控过程，并提出了利用磁光效应调控随机激光散射无序度的方法。研究成果日前发表在国际学术期刊《自然·通讯》上。

磁场对随机激光无序散射的调制以其丰富的物理意义引起了广泛的关注。研究团队制作了磁性增益聚合物光纤用于产生随机激光。他们从宏观实验现象中观察到，随着磁场强度的增大，随机激光的无序多重散射中存在着磁横光电流，并且随机激光的发射强度减小，这标志着随机激光体系中光子霍尔效应和光子磁阻现象。在微观层面，基于散射纳米粒子磁无序的场依赖理论和自旋玻璃理论中的副本对称破缺现象，该团队发现光子的磁致横向扩散降低了散射无序度，进而降低了随机激光的强度波动无序度。

研究人员表示，这项研究工作建立了上述两种效应与随机激光之间的联系，把微观层面磁场对随机激光无序散射的影响显化、可视化到宏观的随机激光强度波动上来，这对随机激光的设计及物理机理研究至关重要。