Le faisceau d'un laser frappe un cristal transparent, et celui-ci répond par tout un arc-en-ciel — de l'infrarouge à l'ultraviolet invisible. Ce n'est pas un tour de passe-passe avec des miroirs, mais le travail d'un cristal non linéaire : il sait additionner les fréquences de la lumière, comme un musicien qui produit sur une corde non seulement le ton fondamental, mais aussi les harmoniques.

Dans l'expérience, on a utilisé un cristal de bêta-borate de baryum et un seul faisceau d'un laser titane-saphir avec une longueur d'onde de 800 nanomètres. Le cristal l'a transformé en cinq ondes supplémentaires — avec des fréquences deux, trois, quatre, cinq et six fois plus élevées. La plus haute, la sixième harmonique, tombe dans le domaine de l'ultraviolet sous vide : une telle lumière est absorbée même par l'air, c'est pourquoi on la produit habituellement dans des chambres à vide.

Le secret réside dans le fait que les ondes n'apparaissent pas indépendamment : la deuxième harmonique se combine avec la troisième, engendrant la cinquième, puis la sixième. De telles chaînes sont appelées processus en cascade. Elles fonctionnent même là où le cristal est presque opaque — c'est précisément pour cela qu'il a été possible d'enregistrer des fréquences aussi élevées.

Pour la pratique, cela signifie un moyen simple et peu coûteux d'obtenir de la lumière ultraviolette pour la spectroscopie — une méthode qui, par la couleur de l'émission, détermine de quels atomes est composée une substance. Au lieu de complexes installations sous vide — un seul cristal et un seul laser.