Луч лазера бьёт в прозрачный кристалл, и тот отвечает целой радугой — от инфракрасного до невидимого ультрафиолета. Это не трюк с зеркалами, а работа нелинейного кристалла: он умеет складывать частоты света, как музыкант берёт на струне не только основной тон, но и обертоны.

В эксперименте использовали кристалл бета-бората бария и один-единственный луч титан-сапфирового лазера с длиной волны 800 нанометров. Кристалл превратил его в пять дополнительных волн — с частотами в два, три, четыре, пять и шесть раз выше. Самая высокая, шестая гармоника, попадает в диапазон вакуумного ультрафиолета: такой свет поглощается даже воздухом, поэтому его обычно получают в вакуумных камерах.

Секрет в том, что волны не появляются независимо: вторая гармоника складывается с третьей, порождая пятую, а затем и шестую. Такие цепочки называют каскадными процессами. Они работают даже там, где кристалл почти не прозрачен, — именно поэтому удалось зарегистрировать столь высокие частоты.

Для практики это означает простой и дешёвый способ получать ультрафиолетовый свет для спектроскопии — метода, который по цвету свечения определяет, из каких атомов состоит вещество. Вместо сложных вакуумных установок — один кристалл и один лазер.