28d1b8f9d01

5/14/2018 28D1B8F9d01 - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/28d1b8f9d01 1/28

MODUL PRAKTIKUM LASER DAN SERAT OPTIK

LABORATORIUM REKAYASA FOTONIKA

JURUSAN TEKNIK FISIKA

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

SURABAYA

2011



Modul P1

OPTICAL DEVICE

1. TUJUAN PRAKTIKUM :

Adapun tujuan pada percobaan kali ini adalah untuk mengetahui attenuasi dari

beberapa attenuator yang berupa beberapa jenis kaca.

2. DASAR TEORI :

Optical device merupakan peralatan yang memanipulasi gelombang cahaya sehingga

mempunyai nilai kemanfaatan dalam kehidupan sehari-hari dan perkembangan teknologi

khususnya dalam dunia fotonika. Pada saat ini betapa pentingnya kebutuhan peralatan

optik. Mulai dari peralatan rumah tangga, sistem komunikasi, serta dalam dunia medis.

Beberapa contoh peralatan optik yang sering dijumpai yaitu :

a. kamera, lensa, teropong, teleskop, mikroskop

b. laser, LED

c. CD-ROM, CD-RW, DVD-ROM, DVD-RW

2.1 Cermin

Cemin awalmya terbuat dari kepingan atau lembaran logam mengkilap, biasanya

logam perak atau tembaga apabila bayangan yang dipantullan kembali adalah untuk dilihat

tetapi juga bisa dari logam lain apabila hanya digunakan untuk memfokuskan cahaya.

Kebanyakan cermin moden terdiri dari lapisan tipis aluminium disalut dengan kepingan kaca.

Cermin ini disebut back silvered, di mana permukaan memantul dilihat melalui kepingan

kaca. Pelapisan cermin dengan kaca membuat cermin tahan, tetapi mengurangi kualitas

cermin karena tambahan biasan permukaan depan kaca. Cermin seperti ini membalikkan

sekitar 80% dari cahaya yang datang. "Bagian belakang" cermin sering dicat hitam

sepenuhnya untuk melindung logam dari pengikisan.

2.2 Lensa

Lensa atau kanta adalah sebuah alat untuk mengumpulkan atau menyebarkan cahaya,

biasanya dibentuk dari sepotong gelas yang dibentuk. Alat sejenis digunakan dengan jenis

lain dari radiasi elektromagnetik juga disebut lensa, misalnya, sebuah lensa

gelombang mikro dapat dibuat dari "paraffin wax".

Lensa adalah alat yang terdiri dari beberapa cermin yang berfungsi mengubah benda menjadi

bayangan, terbalik dan nyata. Lensa terletak di depan kamera. Ada beberpa jenis lensa. Lensanormal, lensa lebar (wide) dan lensa panjang.

http://id.wikipedia.org/wiki/Logam

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Logam_perak&action=edit&redlink=1

http://id.wikipedia.org/wiki/Tembaga

http://id.wikipedia.org/wiki/Aluminium

http://id.wikipedia.org/wiki/Kaca


http://id.wikipedia.org/wiki/Aluminium

http://id.wikipedia.org/wiki/Tembaga

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Logam_perak&action=edit&redlink=1

http://id.wikipedia.org/wiki/Logam



Lensa normal berukuran fokus sepanjang 50 mm atau 55 mm untuk film berukuran 35 mm.

Sudut pandang lensa ini hampir sama dengan sudut pandang mata

manusia. Selain lensa lebar, ada juga lensa tele. Lensa lebar bisanya mempunyai lebar

fokusnya 16-24mm. Lensa ini cocok untuk mengambil gambar pemandangan. Lensa panjang

adalah lensa yang memiliki focal length panjang. Lensa ini dapat digunakan untuk

memperoleh ruang tajam yang pendek dan dapat menghasikan prespektif wajah yang

mendekati aslinya.

2.3 Prisma

Gambar 2.1 Pembiasan cahaya oleh ptisma

Lensa Prisma adalah bentuk lensa di mana terdapat puncak/bagian yang tipis (apex)

dan bagian yang tebal/dasar (base) yang dengan perbedaan bentuknya itu bisa memindahkan

bayangan, dimana nilai 1 prisma itu berarti akan memindahkan bayangan sejauh 1 cm dari

objek yang berjarak 1 meter. Arah tebal atau Base itu secara umum ada 4 yaitu:

-BU (Base Up), tebal lensanya ada di atas

-BD (Base Down), tebal lensanya ada di bawah

-BI (Base In), tebal lensanya ada di dalam atau nasal/hidung

-BO (Base Out), tebal lensanya ada di luar/temporal/arah telinga

2.4 Beam Splitter

Beam splitter adalah suatu perangkat optic yang dapat membagi berkas cahaya

menjadi 2 (dua). Beam splitter merupakan bagian penting dari sebagian besar interferometers. Seperti interferometer

Michelson, Mach-Zender, maupun interferometer lainnya.

Gambar 2.2 Beam Splitter



3. METODOLOGI PRAKTIKUM

3.1 Peralatan

Pada percobaan pertama, alat yang digunakan dalam praktikum ini adalah:

Enam buah kaca yang berbeda jenis(3mm sun control window film prestige-70, super

silver stopsol dark blue 8-mm, super silver dark blue 8 mm, indium clear(kevlar),

Vkool 70%(Vkool 20% clear), llumar PP 60, sterling 50)

Layar

Laser He-Ne

Lux Meter

3.2 Prosedur Percobaan

Adapun langkah – langkah dalam melakukan percobaan adalah sebagai berikut :

Gambar 3.2 Prosedur percobaan Beam Splitter

Merancang Peralatan sesuai dengan gambar

Menyalakan Laser He-NeMengatur letak kaca agar berkas laser tepat mengenai di tengah kaca

Ukur besar Intensitas reflektansi dan Intensitas cahaya laser dengan 6 kali

percobaan dimulai dari kaca no.1 hingga no. 6

4. DATA PERCOBAAN

No Jenis Kaca Io Ii T α

1 3m Sun control window

film prestige-70 super

silver stopsol darkblue-

8mm

2 Super silver darkblue

8mm

3 Indium clear (Kevlar)

Kaca

Laser

Lux

Meter



4 Vkool 70 (Vkool 20%

clear)

5 Llumar PP 60

6 Sterling 50

5. TUGAS KHUSUS

Jelaskan fungsi dan aplikasi : cermin, lensa. prisma, beam splitter, dan beam

expander, polarisator

Jelaskan fungsi dan aplikasi: optical attenuator



MODUL P2

DAYA LASER

1. TUJUAN

Adapun tujuan pada percobaan kali ini adalah untuk mengetahui daya dari suatu laser

ketika ditembakkan ke sebuah bidang dari jarak yang berbeda.

2. DASAR TEORI

2.1 Pembangkitan Laser

Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation ( Laser) adalah sebuah alat

yang menggunakan efek mekanika kuantum, pancaran terstimulasi, untuk menghasilkansebuah cahaya yang koherens dari medium "lasing" yang dikontrol kemurnian, ukuran, dan

bentuknya. Pengeluaran dari laser dapat berkelanjutan dan dengan amplituda-konstan

(dikenal sebagai CW atau gelombang berkelanjutan), atau detak, dengan menggunak teknik

Q-switching, modelocking, atau gain-switching. Dalam operasi detak, banyak daya puncak

yang lebih tinggi dapat dicapai. Sebuah medium laser juga dapat berfungsi sebagai amplifier

optikal ketika di-seed dengan cahaya dari sumber lainnya. Signal yang diperkuat dapat

menjadi sangat mirip dengan signal input dalam istilah panjang gelombang, fase, dan

polarisasi; Ini tentunya penting dalam komunikasi optikal. Kata kerja "lase" berarti

memproduksi cahaya koherens, dan merupakan pembentukan-belakang dari istilah laser .

Absorpsi

Absorpsi adalah tereksitasinya elektron dari E1 ke E2 akibat penyerapan foton dengan energi

hv > (E2 - E1).

Contoh gejala : garis-garis hitam pada spektrum cahaya matahari absorpsi pada gas di

sekeliling matahari.

Gambar 2.1 Absorpsi

http://id.wikipedia.org/wiki/Mekanika_kuantum

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Pancaran_terstimulasi&action=edit&redlink=1

http://id.wikipedia.org/wiki/Cahaya

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Koherens&action=edit&redlink=1

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Q-switching&action=edit&redlink=1


http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Modelocking&action=edit&redlink=1


http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Gain-switching&action=edit&redlink=1


http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Amplifier_optikal&action=edit&redlink=1


http://id.wikipedia.org/wiki/Panjang_gelombang

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Komunikasi_optikal&action=edit&redlink=1

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Pembentukan-belakang&action=edit&redlink=1

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Pembentukan-belakang&action=edit&redlink=1

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Komunikasi_optikal&action=edit&redlink=1

http://id.wikipedia.org/wiki/Panjang_gelombang












Emisi Spontan

Emisi spontan adalah peluruhan elektron E2 ke E1 dimana pada proses ini terjadi dua proses

yaitu emisi radiatif (memancarkan foton dengan energi = E2 - E1, dan emisi non radiatif (

tidak memancarkan foton).

Gambar 2.2 Emisi spontan

Emisi Terstimulasi

Elektron yang sudah berada di E2 distimulasi oleh foton yang datang untuk meluruh ke E1

sehingga akan memperkuat energi cahaya yang datang. ( Amplification by Stimulated

Emission of Radiation).

Gambar 2.3 Emisi terstimulasi

2.2 Photodetector

Photo detector adalah elemen dalam dunia elektronika yang dalam system kerjanya

berfungsi sebagai pendeteksi cahaya,dan mengubahnya menjadi besaran listrik,untuk

kemudian dimanfaatkan sebagai suatu sensor dalam suatu system elektronika berikut adalah

jenis dari photo detector berikut cara kerjanya dan pemanfaatannya adapun elemen photo

detector yang sering dan umum di gunakan antara lain adalah opto coupler.

Macam-macam detektor :

- Photoresistor

- Photodioda

- Phototransistor

- Photovoltaic



2.2.1 Prinsip kerja Photodioda

Di bawah kondisi iluminasi, absorbsi foton di daerah deplesi membangkitkan

pasangan elektron-hole (carrier). Carrier-carrier tersebut dibawa keluar oleh medan magnet

dengan arah berlawanan dan menghasilkan photocurrent.Di bawah kondisi reverse bias tanpa

ilumination, potensial barier meningkat sehingga menurunkan arus difusi.

Gambar 2.5 Skematik prinsip kerja photodioda

Dark current adalah arus yang melewati fotodioda tanpa sinyal optik input. Arus gelap

termasuk fotocurrent diproduksi oleh radiasi background dan arus saturasi

semikonduktorjunction. Arus gelap harus dihitung dengan kalibrasi jika fotodioda digunakan

untuk proximity sensor secara linier (membutuhkan keakuratan).Kecepatan performansi dari

pn junction diode dibatasi oleh:

• Kapasitansi (dihasilkan dari muatan-charge)

• Waktu yang diperlukan membawa carrier dari junction (waktu drift pada daerah

deplesi)

• Waktu difusi carrier dekat daerah deplesi.

Kelebihan Phototodioda1. Arus output sangat linear sebagai fungsi sinar datang

2. Respon spektral luas, panjang gelombang lebih panjang daripada material

semikonduktor lain

3. Noise rendah

4. Biaya rendah

5. Tahan lama

6. Efisiensi kuantum tinggi, hingga 80%

7. Tidak membutuhkan tegangan tinggi



Kekurangan Photodioda

1. Area kecil 2. Tidak ada penguatan internal (kecuali fotodioda avalenche).

3. METODOLOGI PERCOBAAN

3.1 Peralatan

Pada percobaan pertama, alat yang digunakan dalam praktikum ini adalah sebagai

berikut:

Layar

Laser He-Ne

Lux Meter

Penggaris


Adapun langkah – langkah dalam melakukan percobaan adalah sebagaiberikut.

Gambar 3.1 Prosedur percobaan

Merancang peralatan sesuai dengan gambar 3.1.Mengaktifkan Laser He-Ne

Mengatur letak layar agar berkas laser tepat mengenai tengah layar

Atur jarak layar terhadap Laser He-Ne sebesar 50 cm, 75 cm, 100 cm, 125 cm, 150 cm,

175 cm, 200 cm.

Dari setiap jarak tersebut diukur intensitasnya menggunakan lux meter serta diukur

diameter dari berkas yang mengenai layar tersebut.

Layar

Lux

Meter

Laser



4. DATA PERCOBAAN

NoJarak (x)

(cm)

I Laser

(lux)

d

(mm)

A

(πr²)

P

(I/A)

1 502 75

3 100

4 125

5 150

6 175

7 200

Perhitungan

Nilai daya laser diperoleh dri perhitungan menggunakan rumus 4.1 dan 4.2.

A = πr² ...............................................................(4.1)

P = I/A ............................................................... (4.2)

Keterangan :

A = berkas luasan laser pada balok pembatas

r = jari-jari

P = daya laser

I = Intensitas laser

5. TUGAS KHUSUS

1. Jelaskan jenis dan aplikasi detektor foto!

2. Jelaskan 2 buah contoh aplikasi laser di bidang kedokteran!



Modul P3

Laser Industri

1. Tujuan Praktikum

1. Mengetahui peran laser di bidang industri

2. Menegetahui distribusi intensitas berdasarkan titik fokus lensa.

2. Dasar Teori

Laser ( Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) merupakan sebuah

alat yang menggunakan efek mekanika kuantum, pancaran terstimulasi, untuk menghasilkan

sebuah cahaya yang koherens dari medium "lasing" yang dikontrol kemurnian, ukuran, dan

bentuknya. Pengeluaran dari laser dapat berkelanjutan dan dengan amplituda-konstan

(dikenal sebagai CW atau gelombang berkelanjutan), atau detak, dengan menggunak teknik

Q-switching, modelocking, atau gain-switching.

Jenis Laser

Berdasarkan bentuk fisik bahan aktif: laser zat padat, zat cair dan gas.

Bentuk khusus : laser elektron bebas (free- electron LASER) adalah bahan aktifnya

terdiri dari elektron-elektron bebas dengan bergerak melewati susunan medan magnet

yang periodik.

Berdasarkan panjang gelombang yang dipancarkan : UV laser, visible, infra-merah

Berdaskan durasi berkas cahaya: kontinu dan pulsa

Komponen Dasar dari LASER

Untuk membuat suatu osilator dari amplifier, maka diperlukan suatu feedback positif

yang sesuai. Dalam kasus Laser, feedback diperoleh dengan menempatkan bahanaktif

diantara dua cermin pemantul (reflecting mirrors), seperti cermin bidang yangsejajar

Gambar skema lasing






















Gelombang EM menjalar dalam arah yang tegak lurus dari cermin, sehingga terjadi

pemantulan oleh kedua cermin, dan dikuatkan pada setiap lintasan melalui bahan aktif. Jika

cermin-2 dibuat transparan sebagian, maka berkas cahaya output akan diperoleh dari cermin-

2.

Agar terjadi emisi terstimulasi, maka harus ada inversi populasi.

Pada kesetimbangan termal, absorpsi lebih dominan daripada emisi terstimulasi,

sehingga diharapkan akan terjadi inversi populasi. Namun kenyataannya tidak pernah

terjadi (setidaknya pada kasus steady state).

Populasi inversi tidak akan pernah bisa dihasilkan oleh material dengan dua tingkatan

energi (two-level).

Agar terjadi inversi populasi, maka harus dilakukan pada three-level atau four level

Gambar skema laser (a) three-level(b) four-level

Perbedaan tingkat tiga level dengan empat level adalah ketika pada level tiga cahaya

masuk melewati pumping yang kemudian dilanjutkan ke fast decay dimana cahaya turun dan

kekuatannya masih dalam taraf rendah. Kemudian setelah laser menuju ke bawah maka

kecepatan cahayanya semakin cepat. Sedangkan pada tingkat empat level cahaya masuk

melalui pumping yang kemudian dilanjutkan ke fast decay dimana kondisi ini menunjukkan

bahwa cahaya yang akan turun ditahan lebih lama kemudian setelah selang beberapa waktu

cahaya tersebut baru diturunkan menuju ke fast decay yang terakhir. Perbedaan dari level tiga

dan empat ini terletak pada posisi fast decay.

Sifat Sinar Laser



Penyebaran kecil

Monokromatik

Kecerahan Tinggi

Koherensi tinggi

Klasifikasi Laser

Laser diklasifikasikan kedalam 4-kelas berdasarkan pada potensi kerusakan pada organ

biologis.

Kelas I : Tidak berbahaya.

Kelas I.A. : Laser ini tidak boleh langsung mengenai mata (scanner di supermarket).

Batas atas dayanya 4.0 mW.

Kelas II : Laser cahaya tampak berdaya rendah. Daya maksimum 1 mW.

Kelas IIIA : Laser berdaya sedang (cw: 1-5 mW), yang hanya berbahaya jika

mengenai mata secara langsung. (contoh : laser pointer).

Kelas IIIB : Laser berdaya sedang.

Kelas IV : Laser berdaya tinggi (cw: 500 mW, pulsed: 10 J/cm2).

3. Prosedur percobaan

Alat yang digunakan dalam praktikum ini adalah sebagai berikut:

Dua buah lensa cembung besar dan kecil

Layar Putih

Laser He-Ne

Lux Meter

Prosedur dalam melakukan percobaan ini adalah sebagai berikut :

Gambar prosedur percobaan

Layar putih

Lensa

Laser

Lux

Meter



Merancang Peralatan sesuai dengan gambar.

Menyalakan Laser He-Ne.

Mengatur letak lensa agar berkas laser tepat mengenai di tengah lensa.

Ukur besar Intensitas reflektansi dan Intensitas cahaya laser dengan 6 kalipercobaan dimulai dari lensa kecil dan dilanjutkan dengan menggunakan lensa

besar.

4. Data Percobaan

F lensa Intensitas Diameter Daya Laser ( P )

Perhitungan

Nilai daya laser diperoleh dri perhitungan menggunakan rumus 4.1 dan 4.2.

A = πr² ...............................................................(4.1)

P = I/A ............................................................... (4.2)

Keterangan :

A = berkas luasan laser pada balok pembatas

r = jari-jari

P = daya laser

I = Intensitas laser

5. Tugas Khusus

1. Jelaskan jenis dan sifat-sifat laser

2. Jelaskan ukuran spot laser dititik fokus lensa, dan 2 buah aplikasi di industri



MODUL P4

Serat Optk

I. Tujuan

Tujuan dari praktikum ini secara umum adalah untuk mengetahui sifat-sifat laser serta

mengetahui struktur dan cara kerja fiber optic. Sedangkan tujuan secara khusus adalah

untuk mengetahui bagaimana hubungan antara intensitas cahaya keluaran fiber optik

berdasarkan fungsi jarak lateral, serta untuk mengetahui nilai pelemahan daya atau

attenuasi.

II. Dasar Teori

Fiber Optic (Serat optik) adalah saluran transmisi yang terbuat dari kaca atau plastik

yang digunakan untuk mentransmisikan sinyal cahaya dari suatu tempat ke tempat lain.

Cahaya yang ada di dalam serat optik sulit keluar karena indeks bias dari kaca lebih besar

daripada indeks bias dari udara. Sumber cahaya yang digunakan adalah laser karena laser

mempunyai spektrum yang sangat sempit. Serat optik terdiri dari 2 bagian, yaitu cladding

dan core. Cladding adalah selubung dari core. Cladding mempunyai indek bias lebih

rendah dari pada core akan memantulkan kembali cahaya yang mengarah keluar dari core

kembali kedalam core lagi.

Gambar 2.1 Bagian – Bagian Serat Optik

Berdasarkan sifat karakteristiknya maka jenis serat optik secara garis besar dapat dibagi

menjadi 2 yaitu :

1. Multimodestep index

Pada jenis serat optik ini penjalaran cahaya dari satu ujung ke ujung lainnya

terjadi dengan melalui beberapa lintasan cahaya, karena itu disebut multimode.Diameter inti (core) sesuai dengan rekomendasi dari CCITT G.651 sebesar 50 m m

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Saluran_transmisi&action=edit&redlink=1


http://id.wikipedia.org/wiki/Plastik


http://id.wikipedia.org/wiki/Serat

http://id.wikipedia.org/wiki/Laser

http://id.wikipedia.org/wiki/Laser

http://id.wikipedia.org/wiki/Serat


http://id.wikipedia.org/wiki/Plastik


http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Saluran_transmisi&action=edit&redlink=1



dan dilapisi oleh jaket selubung (cladding) dengan diameter 125 mm. Pada jenis

multimode step index ini, diameter core lebih besar dari diameter cladding. Berikut ini

adalah gambar yang menunjukkan pemanduan cahaya pada fiber optik:

Gambar 2.2Multimodestep index

2. Multimode Graded Index

Pada jenis serat optik multimode graded index ini. Core terdiri dari sejumlah

lapisan gelas yang memiliki indeks bias yang berbeda, indeks bias tertinggi terdapat

pada pusat core dan berangsur-angsur turun sampai ke batas core-cladding. Akibatnya

dispersi waktu berbagai mode cahaya yang merambat berkurang sehingga cahayaakan tiba pada waktu yang bersamaaan. Berikut adalah gambar perambatan

gelombang dalam multimode graded index.

Gambar 2.3Fiber Optik Multimode Graded Index

3.

Single ModeSerat optik single mode/monomode mempunyai diameter inti (core) yang

sangat kecil 3 – 10 m m, sehingga hanya satu berkas cahaya saja yang dapat

melaluinya. Oleh karena hanya satu berkas cahaya maka tidak ada pengaruh index

bias terhadap perjalanan cahaya atau pengaruh perbedaan waktu sampainya cahaya

dari ujung satu sampai ke ujung yang lainnya (tidak terjadi dispersi). Dengan

demikian serat optik singlemode sering dipergunakan pada sistem transmisi serat

optik jarak jauh atau luar kota (long haul transmission system). Sedangkan graded

index dipergunakan untuk jaringan telekomunikasi lokal (local network).

Gambar 2.3 Single Mode



III. Metodologi

Langkah – langkah dari percobaan ini adalah sebagai berikut:

1. Mengatur peralatan percobaan : menyalakan laser He-Ne, memasang fiber pada

microdisplacement.

2. Mengatur layar pada jarak z = 5-30 cm dari slit dengan range 5cm.

3. Mengukur Intensitas sinar laser sebelum melewati fiber optik.

4. Mengukur intensitas cahaya laser setelah melalui fiber optik dengan range 5-30 cm.

5. Membuat grafik berdasarkan data yang diperoleh, yaitu grafik Intensitas keluaran (Io)

terhadap jarak.

6. Melakukan perhitungan nilai Attenuasi dengan menggunakan persamaan :

Gambar 3.1. Susunan peralatan percobaan

IV. Data Yang Diambil

Dalam Prkatikum fiber optik kali ini data yang akan diambil adalah sebagai berikut:

Tabel 4.1 Tabel Pengukuran Intensitas

Jarak (Cm) Intensitas (LUX) Io A

5

10

15

20

25

30

Dimana Io adalah Intensitas keluaran laser danAttenuasi



V. Tugas Khusus

Adapun tugas khusus pada praktikum Serat Optik ini adalah sebagai berikut :

1. Jelaskan Struktus dan prinsip kerja serat optik.

2. Jelaskan Fungsi dan aplikasi serat optik di bidang kedokteran.

3. Prakt : Pengukuran daya keluaran laser dari serat optik. Jelaskan penurunan daya dari

sumber laser ke keluaran sera optik.



Modul P5

SERAT OPTIK UNTUK KOMUNIKASI

1. TUJUAN

Tujuan dari percobaan ini antara lain untuk mengukur nilai numerical apertur NA dari

serat optik serta mengetahui peranan NA pada serat optik.

2. DASAR TEORI :

Numerical Apperture adalah suatu ukuran atau besaran sudut yang dibentuk dari

berkas cahaya yang dipancarkan oleh sumber optik ke serat optik sehingga cahaya

tersebut merambat tanpa mengalami gangguan.

Gambar 2.1 Numerical Apperture

Prinsip Perambatan Cahaya Dalam Serat optik :

Gambar 2.2 Lintas Cahaya Dalam Serat

Lintasan cahaya yang merambat di dalam serat :

·Sinar merambat lurus sepanjang sumbu serat tanpa mengalami gangguan

·Sinar mengalami refleksi, karena memiliki sudut datang yang lebih besar dari sudut kritis

dan akan merambat sepanjang serat melalui pantulan-pantulan

·Sinar akan mengalami refraksi dan tidak akan dirambatkan sepanjang serat karena memiliki

sudut datang yang lebih kecil dari sudut kritis



Jenis Serat Optik

· Multimode Step Index

Gambar 2.3 Multimode Step Index

Multimode Step Index memiliki kelibihan yaitu mudah terminasi, kopling efisien, tidak

mahal. Tetapi disamping kelebihan, multimodde step index ini juga mempunyai kekurangan

yaitu dispersi lebar, BW minimum.

· Multimode Graded Index

Gambar 2.4 Multimode Graded Index

Multimode graded index juga mempunyai kelebihan yaitu Dispersi lebih kecil

dibanding dengan Multimode Step Index, Digunakan untuk jarak menengah dan lebar pita

frekuensi besar dan juga mempunyai kekurangan diantaranya yaitu Harga relatif mahal dari

SI, karena faktor pembuatannya lebih sulit.

· Singlemode Step Index

Gambar 2.5 Singlemode Step Index

Singlemode step index memiliki keuntungan yaitu dispersi minimum, BW lebar,dan

sangat efisien. Selain itu juga mempunyai kekurangan diantaranya yaitu NA kecil, butuh

terminasi dan mahal.



Serat optik tidak menggunakan gelombang elektromagnetik atau listrik sebagai

gelombang pembawanya melainkan menggunakan sinar atau cahaya laser. Sistem

Komunikasi Serat Optik adalah suatu sistem komunikasi yang menggunakan Kabel Serat

Optik sebagai media transmisinya yang dapat menyalurkan informasi dengan kapasitas besar

dan tingkat keandalan yang tinggi.

Sistem Komunikasi Serat Optik adalah suatu sistem komunikasi yang menggunakan

Kabel Serat Optik sebagai media transmisinya yang dapat menyalurkan informasi dengan

kapasitas besar dan tingkat keandalan yang tinggi.

Gambar 2.6 Serat optik

Bagian - bagian serat optik antara lain :

Bagian yang paling utama dinamakan inti (core)

Terbuat dari kaca. Inti (core) mempunyai diameter yang bervariasi antara 8 – 200 mm

tergantung jenis serat optiknya. indeks bias lebih besar daripada cladding

Bagian kedua dinamakan lapisan selimut / selubung (cladding )

Bagian ini mengelilingi bagian inti dan mempunyai indeks bias lebih kecil dibanding

dengan bagian inti, dan terbuat dari kaca. Cladding mempunyai diameter yang bervariasi

antara 125 mm (untuk siglemode dan multimode step index) dan 250 mm (untuk

multimode gradeindex)

Bagian ketiga dinamakan jacket (coating)

Bagian ini merupakan pelindung lapisan inti dan selimut yang terbuat dari bahan

plastik elastik (PVC).

Prinsip kerja dari serat optik yaitu sinyal awal yang berbentuk sinyal listrik pada

transmitter diubah oleh transducer elektrooptik (Dioda / Laser Dioda) menjadi gelombang

cahaya yang kemudian ditransmisikan melalui kabel serat optik menuju penerima / receiver

yang terletak pada ujung lainnya dari serat optik, pada penerima sinyal optik ini diubah oleh



transducer Optoelektronik (Photo Dioda / Avalanche Photo Dioda) menjadi sinyal elektris

kembali.

Dalam perjalanan sinyal optik dari transmitter menuju receiver akan terjadi redaman

cahaya di sepanjang kabel optik, sambungan-sambungan kabel dan konektor-konektor di

perangkatnya, oleh karena itu jika jarak transmisinya jauh maka diperlukan sebuah atau

beberapa repeater yang berfungsi untuk memperkuat gelombang cahaya yang telah

mengalami redaman sepanjang perjalanannya

Gambar 2.7 Prinsip kerja serat optik untuk komunikasi

Gambar 2.8 Komponen dalam transmisi serat optik

Komponen – komponen yang diperlukan dalam transmisi serat optik antara lain :

Optical Transmitter

Light Emitting Diode (LED), Laser Diode (LD), Injection Laser (IL), laser.

Optical Receiver

APD (Avalanche Photo Diode), PIN-diode (P intrinsic N Diode).

Fiber Optik Cable



Step atau Graded Index, Single atau Multi mode Glass, Plastic Clad Silika, plastik.

Connector

SC, DIN, ST (Straight Tail), SMA, FOC (Fibre Optik Connector), Bionic .

Sambungan

Mekanik, Thermal, perekat

Accecories

T_connector, star connector, through connector, copling

Coupler and Branches

Alat untuk mencabangkan cahaya ke dalam dua jalur atau lebih (wavelength multiplexer)

Repeater

Terdiri atas optical receiver, elektronik, dan opticel transmitter

Optical Amplifier

Gain 20-30 dB

Dalam pentransmisian melalui serat optik ada beberapa hal yang menjadi karakteristik

atau komponennya,yaitu:

Sambungan (Connection)

Coupler

MRP Spesification (Minimum Required Power)

Ada 2 jenis koneksi pada serat optik, yaitu:

Connector

diperlukan apabila fiber dalam pentransmisiannya harus disambung/diputus.

Beberapa jenis connector antara lain : Fiber to fiber ; Fiber to source ; Fiber to

detector ; Multiport coupler connection.

Splices

diperlukan pada sistem fiber optik bila ada 2 fiber yang akan dihubungkan

secara permanen. Bentuknya ada 2 macam antara lain : Outside plant splice dan

Pigtail splice.



3. PROSEDUR PRAKTIKUM

3.1 Peralatan

Dalam percobaan kali ini, adapun peralatan yang dibutuhkan antara lain adalah sebagai

berikut yang tercantum di bawah ini:

1. Focusing Lensa

2. Fiber Lighting

3. Layar Datar

4. Micro-Diplacement

5. Penggaris


Adapun langkah – langkah dalam melakukan percobaan adalah sebagai berikut :

Gambar Skema Peralatan

Ada beberapa langkah yang harus ditempuh dalam proses pengambilan data pada

praktikum kali ini. Langkah-langkah tersebut adalah sebagai berikut :

Merangkai peralatan sesuai dengan gambar di atas

Melakukan 9 percobaan dengan jarak fokus dan intensitas yang sudah di tentukan.

Menukur ketebal ukuran dari laser dengan menggunakan penggaris

Mengukur diameter spot dan jarak fokus laser dari sumber yang ditembakan sampai

ke layar datar dengan menggunakan penggaris

Nilai intensitas laser saat melewati fiber lighting berdasarkan percobaan

Mengukur Intensitas Cahaya menggunakan Luxmeter dengan jarak yang sama dengan

urutan percobaan.



4. DATA PERCOBAAN

a) MengetahuiJarak lensa ke panjang fokus

b) Mengetahui Besar intensitas laser berdasarkan percobaan pada jarak lensa ke fokus

c) Mengetahui nilai intensitas laser saat melewati fiber lighting berdasarkan percobaan

dengan jarak x yaitu sebagai berikut :

Jarak (x) Intensitas (I0)

Tepat pada titik fokus (2cm)

1cm di depan jarak fokus

1cm di belakang jarak fokus





6cm di belakang jarak fokus7cm di belakang jarak fokus

Kemudian Membuat grafik antara Jarak (x) dan Intensitas laser (I)

Menghitung besar Numerical Aperture dan Panjang Fokus berdasarkan perhitungan

Cara menghitung Numerical Aperture

NA = n sin2f =

Tan

Tan = ………

= ...........

NA = n sin

NA = .........

Cara menghitung panjang focus

NA = n sin2f =

f =……

5. TUGAS KHUSUS

Mencari aplikasi serat optik pada bidang komunikasi beserta fungsinya dan

gambarkan dalam diagram blok cara kerja

Menjelaskan tentang perkembangan system komunikasi dengan fiber optik



PERATURAN DAN SANKSI

3.1 PERATURAN

1. Praktikum dimulai pukul 18.30 WLRF untuk regular dan incidental untuk LJ,

toleransi keterlambatan 10 menit

2. Berpakaian rapi

Laki-laki : standart kuliah, tidak memakai jaket

Perempuan : standart kuliah, tidak memakai jaket, tidak ketat dan panjang

baju mencapai pinggang

3. Membawa Tugas Pendahuluan ( TP ), dan Kartu Kendali

4. Wajib menyelesaikan kewajiban praktikum sebelumnya bila sudah masuk ke

praktikum selanjutnya.

5. Wajib izin apabila tidak mengikuti praktikum minimal 1x24 jam kepada Koordinator

Praktikum dan asisten.

6. Dilarang membuat keributan, makan dan minum, melakukan kegiatan diluar kegiatan

praktikum.

7. Wajib merapikan kembali peralatan yang digunakan setelah selesai praktikum.

8. Asistensi dilakukan minimal 2x dalam seminggu.

9. Wajib izin bila pindah jadwal praktikum (koor praktikum dan asisten praktikum yang

bersangkutan)

3.2 SANKSI

1. Terlambat lebih dari 10 menit, sanksi praktikan tidak bisa mengikuti praktikum.

2. Pakaian tidak sopan, wajib pulang untuk mengganti baju.

3. Tidak membawa TP dan kartu kendali maka praktikan tidak bisa mengikuti

praktikum.

4. Apabila kewajiban praktikum sebelumnya belum diselesaikan maka praktikan tidak

bisa mengikuti praktikum.

5. Apabila membuat keributan, makan, minum dan melakukan kegiatan diluar kegiatan

praktikum maka akan dikeluarkan dari praktikum yang bersangkutan.

6. Bagi praktikan yang 2x melanggar peraturan praktikum wajib menghadap dewan

asisten.



FORMAT LAPORAN PRAKTIKUM LASER DAN SERAT OPTIK

1. Format Laporan

a. Kertas A4 70gram , spasi 1,5 margin 4433

b. Time New Roman 12c. Cover Trebuchet MS 12 kecuali judul font ukuran 14 (standart TA)d. Susunan Laporan

Halaman JudulAbstrak ( Indonesia, Inggris )

Daftar IsiDaftar Gambar

Daftar Tabel

Daftar Grafik

Bab I : Pendahuluan

1.1 Latar Belakang

1.2 Permasalahan1.3 Tujuan

1.4 Sistematika Laporan

Bab II : Dasar Teori ( minimal 10 lembar )

Bab III : Metodologi Percobaan

3.1 Peralatan

3.2 Prosedur PercobaanBab IV : Analisa Data dan Pembahasan

4.1 Analisa Data4.2 Pembahasan

Bab V : Kesimpulan dan Saran5.1 Kesimpulan

5.2 SaranDaftar Pustaka

Lampiran : ( Tugas Khusus )

2. Tugas Pendahuluan

- Penempelan TP maksimal 1x24 jam sebelum praktikum dilaksanakan.

28d1b8f9d01

Documents