La luz infrarroja con una longitud de onda de unos tres micrómetros es el rango de trabajo para identificar moléculas: cada molécula absorbe la luz en sus frecuencias características, dejando una "huella dactilar". Pero hasta ahora, los instrumentos para este rango no podían ofrecer a la vez una amplia cobertura de frecuencias, suficiente potencia y una precisión vinculada a estándares atómicos.

El nuevo sistema utiliza dos láseres de infrarrojo cercano cuyas frecuencias se controlan con precisión mediante relojes atómicos. Sus haces se mezclan en un cristal especial, generando luz infrarroja media sintonizable de 3 a 3,7 micrómetros. La potencia supera los 45 milivatios y la precisión absoluta de frecuencia es de 7,2 megahercios, comparable al ancho de una línea espectral de gas.

Esta precisión permitió resolver un problema antiguo en los chips fotónicos: la absorción de luz causada por átomos de hidrógeno que se introducen en el nitruro de silicio. Se logró reducir las pérdidas en 88 veces. También se descubrió que el límite fundamental para el infrarrojo medio en la fotónica integrada lo impone la absorción por las vibraciones de los átomos en el vidrio de sílice de la cubierta.

La segunda demostración es un lidar que no solo mide la distancia al objetivo, sino que también determina su composición química, incluso a través de una niebla ópticamente densa. Esto abre el camino a sistemas de visión artificial que "ven" no solo la forma, sino también el material del objeto en condiciones climáticas adversas.