La lumière peut être non seulement un faisceau, mais aussi une règle extrêmement précise. Si l'on prend des impulsions très courtes – plus courtes qu'un battement d'aile de mouche – et qu'on les émet à la suite, on obtient un peigne optique : un ensemble de couleurs espacées à intervalles strictement égaux, comme les dents d'un peigne. Cet arc-en-ciel permet de mesurer distances, temps et composition des substances avec une précision inouïe. Aujourd'hui, ces peignes sont le cœur des horloges atomiques et des lignes de communication sécurisées, mais les dispositifs eux-mêmes ont encore la taille d'une armoire et sont aussi capricieux qu'un vieux piano à queue.
La nouvelle idée est de loger la source de deux peignes sur un seul cristal pas plus grand qu'un bout de doigt. Au lieu d'assembler un laser à partir de miroirs et de lentilles séparés, les ingénieurs utilisent la même approche que pour l'impression des micro-puces : toutes les rainures et guides d'ondes sont dessinés directement sur le silicium.
L'astuce principale est que les deux peignes sont liés par un amplificateur de lumière commun. C'est comme deux musiciens jouant avec un même métronome : même s'ils ont des instruments différents, le rythme reste unifié. Grâce à cela, le dispositif sera non seulement minuscule et bon marché, mais aussi stable – il n'aura pas besoin d'être réglé pendant des heures. Et la technologie de fabrication est compatible avec les usines électroniques standard, de sorte que le peigne, de merveille de laboratoire fabriqué à l'unité, devient une pièce que l'on peut produire en millions d'exemplaires.
Un seul peigne optique peut contenir des centaines de milliers de « dents » de fréquences, et chacune est une couleur distincte qui peut servir de diapason ultra-précis.
Dans le roman « Seveneves » de Neal Stephenson, des horloges ultra-précises à peignes optiques aident les restes de l'humanité à synchroniser communications et navigation dans l'espace.