La lumière qui traverse un cristal mince peut changer de couleur et de direction d'oscillation. Dans une lamelle de disulfure de molybdène épaisse de plusieurs centaines d'atomes, un faisceau infrarouge se transforme en lumière verte, et sa polarisation — c'est-à-dire la manière dont l'onde lumineuse oscille — obéit à la géométrie du cristal.

Les physiciens ont mesuré comment la polarisation de la lumière doublée dépend de l'épaisseur de la lamelle, de la rotation du réseau cristallin et de la longueur du trajet. Il s'avère que l'épaisseur et l'orientation du cristal imposent la polarisation de manière rigide, tandis que la longueur du trajet permet de l'ajuster finement.

C'est un peu comme accorder un instrument de musique : la forme de la caisse détermine la note fondamentale, mais la tension de la corde permet d'ajuster précisément le son. Ici, c'est pareil : le cristal fixe la polarisation de base, et la longueur du guide d'ondes permet l'ajustement fin.

Ce contrôle de la lumière est essentiel pour les puces optiques, où l'information est transmise par des photons. Des sources de lumière accordables et des circuits quantiques deviendront plus compacts et plus flexibles.