石墨烯等材料可以捕获光子，将它们结合起来，并产生更强大的光束。这是由于被称为光谐波的物理现象，这是非线性材料的特征。非线性光学效应可用于各种应用，包括激光技术，材料加工和电信。
虽然所有的材料都应该表现出这种行为，但这个过程的效率通常很小，不能从外部控制。现在，来自剑桥（英国），米兰和热那亚（意大利）石墨烯旗舰项目的合作伙伴首次展示了石墨烯不仅显示出良好的光学响应，而且还展示了如何使用电子控制这种效应的强度领域。
研究人员设想创造新的石墨烯光开关，它还可以利用新的光频率沿光缆传输数据，从而增加可传输的数据量。目前，大多数使用非线性光学的商业设备仅用于光谱学。石墨烯可能为制造超宽带应用的新器件铺平道路。
英国剑桥大学剑桥石墨烯中心的研究人员说：“我们的工作表明，通过调整施加的电场，石墨烯中的三次谐波产生效率可以提高10倍以上。我们再次发现了石墨烯的一些独特之处：THG在宽波长范围内的可调谐性，随着越来越多的应用成为全光学应用，这项工作为多种技术铺平了道路。”
石墨烯旗舰科学技术官员Andrea C． Ferrari教授：“在光学和光子学领域，石墨烯永远不会让我们吃惊。” 他还强调说：“石墨烯旗舰公司已经投入巨资对石墨烯的光学性质进行研究和开发，这项合作可以使光学器件的工作频率范围比以往更广泛，从而使大量信息的处理或传输成为可能。”