الضوء تحت الأحمر بموجة طولها حوالي ثلاثة ميكرومترات هو النطاق العملي للتعرف على الجزيئات: فكل جزيء يمتص الضوء عند تردداته المميزة، تاركًا «بصمات أصابع». لكن حتى الآن، لم تستطع أجهزة هذا النطاق أن توفر في آن واحد تغطية واسعة للترددات وقدرة كافية ودقة مرتبطة بالمعايير الذرية.

يستخدم النظام الجديد ليزرين قريبين من تحت الأحمر، تُتتبع تردداتهما بدقة وفقًا للساعات الذرية. يمتزج شعاعاهما في بلورة خاصة، مولّدين ضوءًا تحت أحمر متوسطًا بضبط يتراوح من 3 إلى 3.7 ميكرومتر. وتتجاوز القدرة 45 ميلي واط، بينما تبلغ الدقة المطلقة للتردد 7.2 ميغاهرتز، وهو ما يقارن بعرض الخط الطيفي للغاز.

هذه الدقة مكنت من حل مشكلة قديمة في الرقائق الفوتونية: امتصاص الضوء الناتج عن ذرات الهيدروجين التي تتسرب إلى نيتريد السيليكون. وتمكنوا من تقليل الفقد بمقدار 88 مرة. كما تبيّن أن الحد الأساسي للنطاق تحت الأحمر المتوسط في الفوتونيات المتكاملة يحدده الامتصاص الناتج عن اهتزازات الذرات في زجاج الكوارتز للغلاف.

التطبيق الثاني هو ليدار لا يقيس المسافة إلى الهدف فحسب، بل يحدد أيضًا تركيبه الكيميائي، حتى عبر ضباب كثيف بصريًا. وهذا يفتح الطريق أمام أنظمة رؤية آلية «ترى» ليس فقط الشكل، بل أيضًا مادة الجسم في الظروف الجوية الصعبة.