Un pulso de luz, como una bola de plastilina, mantiene su forma al atravesar un material ordinario. Pero si en su camino se coloca una capa especial de un átomo de espesor, el pulso comienza a extenderse: su espectro se vuelve más ancho. Eso es exactamente lo que hicieron los investigadores: sobre una guía de ondas de silicio colocaron una película de disulfuro de molibdeno (MoS₂), un material de la clase de los bidimensionales, similar al grafeno.

En el experimento, se hicieron pasar pulsos láser cortos (de menos de un picosegundo, es decir, una billonésima de segundo) a través de guías de ondas híbridas con diferentes longitudes de recubrimiento de MoS₂. Cuanto más largo era el tramo con el material bidimensional, mayor era el ensanchamiento espectral. Para una película de 1,4 mm de longitud, el ensanchamiento fue 2,4 veces mayor que en una guía de ondas de silicio pura. Los cálculos mostraron que el parámetro no lineal aumentó aproximadamente 27 veces, y el coeficiente de Kerr del MoS₂ es casi cinco órdenes de magnitud mayor que el del nitruro de silicio. Esto significa que incluso un trozo diminuto de material bidimensional intensifica drásticamente la interacción de la luz con la materia.

¿Para qué sirve esto? En las comunicaciones ópticas y el procesamiento de señales, a menudo se necesita ensanchar el espectro de un pulso, por ejemplo, para generar nuevas frecuencias o compensar distorsiones. Normalmente se requieren tramos largos de fibras especiales o láseres potentes. Aquí basta con añadir una capa de un átomo de espesor sobre un chip ya existente. Este enfoque promete dispositivos compactos y energéticamente eficientes para futuros circuitos integrados fotónicos.