Когда два луча света встречаются в кристалле, они могут породить третий луч с другой частотой. Чтобы этот процесс шёл эффективно, нужно, чтобы волны шагали в ногу — как два человека, которые идут рядом и не сбиваются с шага. Раньше для этого использовали два старых приёма: либо подбирали кристалл с нужными свойствами, либо нарезали его на тонкие слои. Оба способа придумали больше шестидесяти лет назад, и у каждого есть свои ограничения.
Авторы работы предлагают третий путь. Они складывают тонкие плёнки кристаллов друг на друга и слегка поворачивают каждую. Такой «слоёный пирог» позволяет управлять шагом световых волн, не меняя сам материал. В эксперименте они собрали стопку из восьми слоёв и добились почти идеального совпадения шага. А в стопке из двух слоёв смогли полностью включать и выключать рождение нового луча.
Такой подход делает устройства для смешивания света гибкими: настройку можно менять прямо на ходу. Это может пригодиться в лазерах, квантовых приборах и в новых материалах, которые управляют светом.
Стопка из восьми тонких плёнок кристалла толщиной меньше человеческого волоса может заменить громоздкую систему линз и призм.