El amplificador usa un fenómeno conocido como mezcla de cuatro ondas, en la que la señal que va a ser amplificada es "bombeada" por otra fuente de luz dentro de una guía de ondas muy estrecha. La guía de ondas es un cauce de sólo 300 x 550 nanómetros, más pequeño que la longitud de onda de la luz infrarroja que viaja a través de ésta. Los fotones de luz en los haces de la señal y de la bomba están confinados herméticamente, lo que permite la transferencia de energía entre los dos haces.

La ventaja que ofrece este esquema sobre los métodos anteriores de amplificación de la luz, es que funciona en un intervalo bastante amplio de longitudes de onda. Se espera que los circuitos de la fotónica encuentren sus primeras aplicaciones como repetidores y enrutadores (routers) para comunicaciones por fibra óptica, donde se envían varias longitudes de onda diferentes al mismo tiempo a través de una sola fibra. El nuevo dispositivo de banda ancha hace posible amplificar todo el trafico multiplexado simultáneamente.

El proceso también crea una señal duplicada en una longitud de onda diferente para que los dispositivos puedan usarse para convertir una señal en otra de longitud de onda distinta.

Aunque los amplificadores mezcladores de cuatro ondas ya habían sido fabricados con fibras ópticas, tales dispositivos tienen decenas de metros de longitud. Los investigadores están trabajando para crear circuitos de fotónica en silicio porque tales dispositivos pueden fabricarse con bajo costo y también porque pueden combinarse fácilmente con la electrónica en el mismo chip. Las simulaciones por ordenador del equipo de Cornell habían predicho que una guía de onda con una sección transversal de 300 x 600 nanómetros facilitaría la mezcla de cuatro ondas. Cuando los investigadores construyeron los dispositivos, esas predicciones demostraron ser ciertas.   Los investigadores pronostican que es posible obtener un funcionamiento aún mejor refinando algunos elementos técnicos. También predicen que otras aplicaciones de la mezcla de cuatro ondas que ya han sido demostradas en las fibras ópticas, serán ahora posibles en silicio.