Deux faisceaux lumineux courent côte à côte sur des pistes de silicium plus étroites qu'un cheveu humain. L'un oscille de haut en bas, l'autre de gauche à droite. Le défi est de les séparer vers des sorties différentes sans perdre la moindre puissance. Les ingénieurs ont conçu pour cela un dispositif de seulement 20 micromètres de long, soit environ le quart de l'épaisseur d'une feuille de papier.
Le secret réside dans la variation périodique de la largeur des guides d'ondes. Dans cette « planche à laver », la lumière se comporte différemment selon sa polarisation. Les ondes dont l'oscillation est dans une direction passent presque sans transition d'une piste à l'autre, tandis que celles dont l'oscillation est dans l'autre direction se transfèrent complètement. Ainsi, les deux faisceaux se séparent comme des passagers à un tourniquet : l'un passe tout droit, l'autre bifurque dans un passage latéral.
De tels séparateurs sont nécessaires dans les puces optiques, là où l'information est transmise par la lumière plutôt que par l'électricité. Plus les pertes sont faibles et plus la plage de fonctionnement est large, plus on peut faire passer de données sur un seul canal. Le dispositif fonctionne de 1483 à 1620 nanomètres, soit presque toute la plage utilisée par les lasers de télécommunications.
La piste de silicium de 20 micromètres remplace les encombrants prismes et filtres polarisants. Elle est déjà imprimée sur des équipements standard de microélectronique, ce qui signifie qu'elle peut être intégrée dans les puces à grande échelle et à faible coût.
Un cheveu humain a en moyenne une épaisseur d'environ 80 micromètres, de sorte que la structure entière du séparateur est quatre fois plus fine qu'un cheveu.