Жалюзи, которые не просто пропускают или задерживают свет, а меняют его цвет. Свет падает на наклонные полоски, и часть лучей выходит уже другого оттенка — как если бы белый луч, пройдя сквозь щели, становился зелёным. Именно так работает новая поверхность: на тонкой плёнке ниобата лития (материал, который умеет преобразовывать свет) лежат наклонные полоски диоксида титана. Когда свет попадает на них, часть его превращается в свет вдвое большей частоты — это называется удвоением частоты.
Главная хитрость в том, что полоски наклонены. Благодаря этому свет внутри плёнки задерживается дольше, как вода в изогнутом шланге, и успевает сильнее провзаимодействовать с материалом. Поэтому даже слабый свет от обычной лампочки даёт заметный результат. Учёные проверили: поверхность размером с ноготь преобразует свет с эффективностью 0,15% на квадратный сантиметр при мощности в один гигаватт — это один из лучших показателей среди подобных устройств на ниобате лития.
Такую поверхность можно печатать большими листами, как обои, методом наноимпринта — это дёшево и быстро. Меняя угол наклона света, можно плавно перестраивать цвет выходного луча от 870 до 920 нанометров (это инфракрасный диапазон, невидимый глазу, но важный для техники). Яркость при этом остаётся стабильной. А ещё можно управлять поляризацией света — грубо говоря, направлением колебаний световой волны, как если бы вы поворачивали шланг, из которого бьёт струя.
В будущем такие поверхности пригодятся для датчиков, которые ловят малейшие изменения среды, для генерации терагерцовых волн (они просвечивают одежду и упаковку) и для сверхбыстрой обработки оптических сигналов в компактных устройствах.
Ниобат лития — один из немногих материалов, который остаётся прозрачным и при этом сильно взаимодействует со светом. Его используют в каждом втором оптоволоконном модуляторе, который передаёт интернет по всему миру.
В сериале «Звёздный путь» преобразование частоты света используется в датчиках корабля для анализа состава атмосферы планет — принцип тот же, что в новой поверхности.