Lorsque deux faisceaux lumineux se rencontrent dans un cristal, ils peuvent engendrer un troisième faisceau avec une fréquence différente. Pour que ce processus soit efficace, il faut que les ondes marchent au même pas, comme deux personnes qui marchent côte à côte sans se désynchroniser. Autrefois, on utilisait deux méthodes : soit on choisissait un cristal aux propriétés adaptées, soit on le découpait en fines couches. Ces deux techniques ont été inventées il y a plus de soixante ans, et chacune a ses limites.

Les auteurs de l'étude proposent une troisième voie. Ils empilent de fines pellicules de cristal en les faisant légèrement pivoter les unes par rapport aux autres. Ce « mille-feuille » permet de contrôler le pas des ondes lumineuses sans changer le matériau lui-même. Dans leur expérience, ils ont assemblé une pile de huit couches et ont obtenu une quasi-perfection dans l'alignement des pas. Avec une pile de deux couches, ils ont pu activer et désactiver complètement la naissance du nouveau faisceau.

Cette approche rend les dispositifs de mélange de lumière flexibles : on peut modifier le réglage en pleine opération. Cela pourrait être utile dans les lasers, les instruments quantiques et les nouveaux matériaux qui contrôlent la lumière.