Detector cahaya, secara khusus photodiode, dapat dipandang sebagai inverse dari light emitting

diode (LED). Disini madukan ke peranti adalah daya optic dan keluaran dari peranti berupa

sinyal listrik. Prinsip operasi dari photodiode ini merupakan fenomena fisika sebagaimana yang

terjadi pada LED. Detektor cahaya menyerap photon cahaya dan menghasilkan electron, yaitu

electron yang dapat menghasilkan arus listrik.

 

Untuk mendapatkan hasil yang optimum penggunaan photodiode sebagai transducer, secara

khusus untukaplikasi system komunikasi optic, maka detector cahaya harus memiliki fitur fitur

sebagai berikut:

 

1.    Peranti detector cahaya harus sangat sensitive. Arus listrik yang dihasilkan harus sebesar

mungkin dalam merespon daya optic masukan. Karena detector cahaya ini selektif terhadap

panjang gelombang (responnya terbatasi oleh rentang panjang gelombang), maka

sensitifitas ini harus bernilai besar pda daerah panjang gelombang operasi.

2.    Waktu respon terhadap Sinyal optic masukan harus cepat. Detektor cahaya harus mampu

menghasilkan arus listrik  meski pulsa optic masukan berlangsung dalam waktu yang cepat.

Hal ini akan memungkinkan untuk menerima data dengan laju bit tinggi.

3.    Untuk system penerimaan data analog, detector cahaya harus memiliki hubungan masukan-

keluaran yang linier. Hal ini diperlukan untuk menghindari distorsi Sinyal keluaran.

4.    Derau dalam (internal noise) yang dibangkitkan oleh peranti harus sekecil mungkin agar

peranti dapat mendeteksi Sinyal optic masukan sekecil mungkin.

 

Beberapa karakteristik penting lainnya, misalnya keandalan, stabilitas, dan kekebalan terhadap

pengaruh lingkungan.

 

3.2. Prinsip Pendeteksi Cahaya

 

Agar pendeteksian cahaya ini berlangsung secara optimal, maka secara esensial sebagain besar

(bila tidak semua) photon cahaya yang masuk ke dalam peranti harus dikonversi (diubah)

menjadi besaran listrik. Masing-masing photon mungkin menyebabkan terjadinya emisi electron

sehingga menjadi electron bebas. Elektron bebas ini (hole bebas) dibangkitkan dengan cara

memindahkan electron dari pita velensi ke pita konduksi, dan yang tertinggal dalam pita valensi

adalah lubang yang lazim dinamakan dengan hole bebas.Proses terjadinya pasangan eletktron-

hole ini disebut dengan photogeneration  Proses ini ditunjukkan pada gambar 3.1. dimana

photon diserap oleh atom yang menyebabkan sebuah electron pindah dari level valensi menuju

level konduksi. Perubahan energi yang terjadi pad electron adalah Eg, yaitu agar peristiwa ini

terjadi, maka energi minimal yang dimiliki oleh photon adalah Eg. Karena energi photon

berkaitan dengan frekuensinya (atau panjang gelombang), maka nilai energi gap, Eg ini

menentukan respon daerah spektral detektor cahaya. Energi photon, Ep, harus lebih besar atau

sama dibandingkan dengan energi gap, Eg.

              Ep ≥ Eg

              h × f   ≥  Eg                …3.1

Level energi konduksiLevel energi valensiphotonholeelektronEg

Level energi 

 

 

 

 

 

 

 

Gmbar 3.1. Pembangkitan pasangan elektron-hole

 

Detektor cahaya ini tidak merespon bila cahaya yang detang memiliki frekuensi lebih kecil dari

frekuensi cut off, fC, dimana fC didefinisikan sebagai:

 

                            3.2

 

atau panjang gelombang cahay tidak boleh lebih besar dibanding dengan panjang gelombang

cut off, C , dimana C didefinisikan sebagai:

 

                            … 3.3

Contoh 4.1.

Germanium dengan energi gap sebesar 0,81 eV. Temukan panjang gelombang cut off dari

photodiode germanium ini.

 

Penyelesaian

C = (h × c)/Eg

      = (6,623 × 10-34 × 3 × 108)(0,81 × 1,602 × 10-19) = 1,531 × 10-6 m = 1,531 mm

 

 

 

 

 

 

 

 

Contoh 3.1. menunjukkan bahwa detektor cahaya dengan bahan hanya bisa digunakan untuk

lebih pendek dari 1,53 µm, yaitu rentang panjang gelombang yang lazim digunkan dalam

sistem komunikasi optik (0,8 µm; 1,33 µm; dan 1,5 µm). Secara bertolak belakangan dengan

bahan germanium adalah bahan silikon yang memiliki energi gap, Eg = 3,1 eV (direct band gap)

dan bahan ini lazim digunakan untuk mendeteksi cahaya ultraviolet (dengan panjang

gelombang sekitar 0,3 µm) atau lebih pendek darinya.

 

Dengan mengkombinasikan beberepa nilai konstanta yang ada pada persamaan 3.2 dan 3.3,

maka dapat diperoleh:

 

                            … 3.4

 

dimana C bersatuan µm dan Eg bersatuan eV. Efisiensi detektor cahaya sering dinyatakan dalam

terma efisiensi kuantum, sebagaimana definisi efisien pada LED, yaitu

 

                            … 3.5

 

Yang diharapkan untuk nilai Q adalah 1, yang berarti bahwa setiap photon cahaya yang diserap

oleh detektor akan dihasilkan elektron bebas. Nilai tipikal dari Q antara 70 – 80%.

 

Terma yang lebih praktis untuk menyatakan operasi dari detektor cahaya adalah respnsifitas, R

(terkadang juga disebut sensitifitas radisi), yang didefinisikan sebagai nisbah photocurrent (arus

yang dihasilkan ketika suatu photon cahaya diserap) terhadap daya photon cahaya.

 

                            … 3.6

 

dimana R bersatuan ampere per watt (A/W), atau µA/µW. IP adalah photocurrent dan Pi adalah

daya optik cahay datang.

 

Menjadi penting untuk merelasikan antara R dan terhadap Q dengan terlebihj dulu

mendefinisikan:

 

                            … 3.7

 

dimana e adalah muatan elektron(1,602 × 10-18 C) dan Ne adalah jumlah elektron bebas yang

dibangkitkan.

 

                            … 3.8

 

dimana EP adalah energi photon cahaya, NP adalah jumlah photon datang. Dengan mensubstitusi

persamaan 3.7 dan 3.8 untuk peubah pada persamaan 3.6, maka diperoleh:

 

                            … 3.9

 

Pernyataan , Ep bersatuan joule. Ini bisa dinyatakan dengan R = dimana Ep

bersatuan eV.

 

                            … 3.10

 

dalam hal ini Q adalah nilai fraksi (nisbah, bukan persen), dalam meter, R dalam amper/watt, c

dalam meter/detik., dan e dalam coulomb. Nilai efisiensi kuantum dan responsifitas, biasanya

diberikan untuk panjang gelombang tertentu. Dengan memasukkan semua konstanta, maka

persamaan 3.10 dapat dinyatakan sebagai:

 

                            … 3.10.a

 

Contoh 4.2.

Efisiensi kuantum suatu suatu detektor cahaya adalah 70% (0,7) dan beroperasi pada panjang

gelombang = 0,82 µm. Temukan nilai responsifitasnya.

 

Penyelesaian:

= 0,7 × 0,82 / 1,24 = 0,463 A/W

 

 

 

 

 

 

 

Persamaan 3.10 dan 3.10.a menunjukkan bahwa nilai responsifitas suatu detektor cahaya

semakin besar bilai nilai panjang gelombang cahaya dtang semakin besar. Ini hanyalah secara

teori, yang mengabaikan sejumlah pertimbangan praktis. Berkas cahaya datang yang masuk ke

dalam daerah tipe P (sambungan PN), akan terlebih dulu mengalami efek pemfilteran oleh

bahan. Gambar 3.2. menunjukkan hubungan antara responsifitas detektor cahaya dengan

panjang gelombang sinar.

 

 

Gambar 3.2. Nilai tipikal responsifitas spektral dariDetektor cahaya model AP4010

 

 

3.3. Detektor Cahaya

3.3.1. PN Photodiode

 

Salah satu detektor cahaya yang amat populer adalah photodiode, yaitu diode yang dioperasikan

pada mode reverse dimana daerah deplesinya diinteraksikan dengan energi cahaya. Perlu diingat

bahwa diode tanpa tegangan bias memiliki daerah deplesi secara relatif sempit, yaitu daerah

dimana muatan bebasnya (elektron atau hole) sangat jarang. Dengan memperbesar tegangan bias

reverse daerah deplesi ini akan membesar. Photon yang datang pada daerah deplesi ini akan

menghasilkan pasangan elektron-hole (muatan bebas) yang selanjutnya berpindah karena

tegangan yang diberikan antara sambungan. Gambar 3.3 melukiskan situasi ini.

 

(a)

 

 

 

(b)

Gambar 3.3. Photodiode, (a) prinsip operasi dan (b) simbol

 

Di dalam daerah diplesi, pasangan elektron dan hole bergerak karena tegangan listrik yang

diberikan. Perlu diketahui bahwa karena daerah deplesi memiliki resistansi yang amat tinggi,

maka pada daerah ini akan terdapat medan listrik, E yang amat besar yang digunkan untuk

mempercepat pasangan elektron dan hole. Beberapa photon mungkin diserap pada daerah P atau

daerah N diluar daerah deplesi. Beberapa electron mungkin melakukan rekombinasi sehingga

menghasilkan arus (photocurrent) . Sebagai akibatnya daerah deplesi ini perlu diperlebar untuk

memungkinkan terjadi absorpsi photon cahaya sebanyak mungkin untuk menghasilkan arus

(photocurrent) sebesar mungkin. Untuk merealisasikan hal ini, maka dikembangkanlah

photodiode dengan struktur PIN Photodiode.  Penting dicatat bahwa photocurrent (arus yang

dihasilkan oleh photon cahaya) memiliki polaritas yang sama sebagaiman arus reverse (arus

leakage) dari photodiode. Karenanya penting untuk menjaga arus leakage (dark current)

inisekecil mungkin.

Pada teori modern, diketahui bahwa cahaya merupakan gelombang yang dapat memiliki sifat-sifat seperti pembiasan, pemantulan, interferensi, difraksi, dan polarisasi. Perambatan cahaya dapat dianalisis secara mendetail menggunakan teori gelombang elektromagnetik. Teori ini untuk menjelaskan cahaya dalam frekuensi, panjang gelombang, dan fasa. Teori lain yang berkembang berhubungan dengan cahaya adalah teori kuantum cahaya atau disebut juga teori Foton. Teori ini memandang cahaya sebagai perambatan paket energi yang disebut foton. Energi yang dikandung dalam tiap foton dihubungkan dengan frekuensi dari cahaya adalah:

Ep=h.f

dimana :  Ep adalah energi foton (Joule)

h adalah konstanta Planck (6,626.10-34 Joule-s)

f adalah frekuensi (Hertz)

Teori foton ini digunakan dalam analisis dan menjelaskan tentang pembangkitan dan deteksi cahaya. Hal ini sangat membantu dalam menggambarkan transformasi cahaya ke dalam arus elektron (elektrik) dan sebaliknya.

Modulasi Optik

Modulasi adalah suatu proses penumpangan sinyal-sinyal informasi ke dalam sinyal pembawa (carrier), sehingga dapat ditransmisikan ke tujuan. Modulasi optik atau modulasi cahaya adalah teknik modulasi yang menggunakan berkas cahaya berupa pulsa pulsa cahaya sebagai sinyal pembawa informasi. Berkas cahaya yang digunakan disini adalah berkas cahaya yang dihasilkan oleh suatu sumber cahaya (laser atau LED). Dibandingkan dengan modulasi konvensional, modulasi cahaya memiliki keunggulan dalam hal ketahanan terhadap derau yang sangat tinggi, karena sinyal tidak dipengaruhi medan elektromagnet. Di samping itu, sistem ini memungkinkan adanya bitrate hingga mencapai ratusan gigabit per detik. Dalam modulasi optik, sinyal dapat

dimodulasi amplitudonya yang dikenal dengan modulasi intensitas (Intensity Modulation) berupa Amplitudo Shift Keying (ASK) / On-Off Keying (OOK). Selain itu, berkas cahaya dapat juga dimodulasi frekuensinya atau lebih tepat modulasi panjang gelombang (Wavelength Modulation). Dan yang ketiga adalah dimodulasi fasanya (Phasa Modulation).

Teknik Modulasi Optik

Dalam modulasi optik koheren, sinyal cahaya yang dimodulasikan dapat direpresentasikan dalam bentuk rumus besaran elektrik. Adapun rumus dasar besaran tersebut dapat didefinisikan :

dimana : Keterangan

Dari persamaan dasar diatas, dapat diturunkan tiga macam teknik modulasi optik :

1. Amplitude Shift Keying (ASK) atau disebut juga On-Off Keying (OOK) yang memodulasi sinyal optik dengan perubahan amplitudo antara “0” dan “1” sementara frekuensi konstan dan tak ada lompatan fasa.

2. Frequency Shift Keying (FSK) yan memodulasi sinyal optik dengan perubahan Frekuensi w1 ( omega 1) dan  w2 ( omega 2) dan mewakili sinyal biner, sementara amplitudo konstan dan tak terjadi lompatan fasa.

3. Phase Shift Keying (PSK) yang memodulasi sinyal optik berdasarkan perubahan fasa menurut gelombang sinus:

dimana beta adalah indeks modulasi dan adalah frekuensi modulasi omega M

Modulator Optik

Modulator optik berfungsi memodulasi cahaya dengan cara mengubah-ubah amplitude, frikuensi, fasa, atau intensitas cahaya sehingga mampu membawa sinyal info. Berdasarkan tempat terjadinya modulasi, ada 2 macam modulasi optik, sehingga dengan sendirinya ada 2 macam modulator, yaitu modulator internal (internal modulator) dan modulator eksternal (external modulator). Modulator internal memodulasi cahaya di dalam perangkat sumber cahayanya, sedangkan modulator eksternal memodulasi cahaya di luar perangkat sumber cahayanya. Berdasarkan interaksi antara sinyal masukan dengan media interaksi optik, maka terdapat tiga jenis modulator ekstern yaitu elektro-optik, magneto-optik, dan akusto-optik. Tetapi di dalam Tugas Akhir ini dibatasi hanya menggunakan modulator elektro-optik tepatnya interferometer Mach Zehnder sebagai pemodulasi cahaya.

Modulator Internal (Sumber Cahaya)

Ada dua sumber cahaya yang dikenal dalam komunikasi optik: Light Emitting Diode (LED) dan Illuminating Laser Diode (ILD) yang lebih sering disebut laser. Perbandingan karakteristik LED dan LASER:

a. Light Emitting Diode (LED):

1. Daya optik keluaran rendah.

2. Penguatan cahaya tidak ada.

3. Stabil terhadap suhu.

4. Disipasi panas kecil.

5. Arus pacu kecil.

6. Lifetime lebih sedikit.

7. Tidak compatible dengan fiber optik single mode sehingga tidak cocok untuk komunikasi jarak jauh (long haul).

b. Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation (LASER):

1. Daya optik keluaran besar.

2. Terdapat penguatan cahaya.

3. Kurang stabil terhadap suhu.

4. Disipasi panas besar.

5. Arus pacu besar.

6. Lifetime lebih lama.

7. Kompatible dengan fiber optik jenis single mode sehingga sangat cocok digunakan untuk komunikasi jarak jauh. Dari perbandingan karakteristik di atas, maka diperoleh bahwa LASER mempunyai kriteria yang lebih baik dan lebih cocok untuk sistem yang digunakan daripada LED sebagai sumber cahaya.

Modulator Eksternal

Modulator eksternal yang digunakan dalam Tugas Akhir ini adalah elektro-optik yang memanfaatkan interaksi sinyal elektrik dengan media interaksi. Interaksi yang terjadi pada elektro-optik ini adalah terjadinya perubahan indek bias media interaksi akibat pengaruh medan elektrik yang diberikan kepada media interaksi tersebut. Jika medan elektrik diberikan kepada media interaksi optik maka distribusi elektron pada media interaksi akan terdistorsi dan terpolarisasi sehingga menyebabkan indeks bias media interaksi berubah secara isotropik sehingga akan mengubah karakteristik pandu gelombang optik atau karakteristik media interaksi. Dengan berubahnya karakteristik tersebut maka mode perambatan berkas akan berubah baik berupa perubahan fasa ataupun panjang gelombang. Pengaruh medan elektrik pada perubahan indeks bias media interaksi menghasilkan dua macam interaksi elektro-optik yaitu : Efek Pockels yang merupakan efek linier elektro-optik pada media interaksi zat padat. Efek Kerr yang merupakan efek kuadrat elektro-optik pada media interaksi yang umumnya berupa zat cair.

Mach Zehnder

Mach Zehnder merupakan jenis modulator eksternal elektro-optik yang digunakan dalam Tugas Akhir ini, bekerja mempengaruhi berkas cahaya yang melintas dengan menggunakan medan elektromagnetik tertentu yang dihasilkan oleh pulsa-pulsa listrik. Atau dengan kata lain modulator ini bekerja berdasarkan prinsip perpaduan (interfering) dua berkas cahaya koheren yang menghasilkan pola garis-garis cahaya (fringe) sesuai dengan besarnya beda fasa antara dua berkas cahaya tadi. Gambar 2.2 adalah skema dasar Interferometer Mach Zehnder. Pada gambar tersebut nampak jelas cara kerja alat jika dilihat dari arah rambatan cahayanya

Keterangan :

S sumber berkas

P titik fokus lensa L2

W1,W2,W3 muka gelombang optik

L1 dan L2 lensa kolimator

D1 dan D2 media semi pantul

M1 dan M2 cermin pemantul

Perbedaan fasa yang terjadi bisa disebabkan dua hal, yaitu perbedaan fasa karena pemantulan atau perbedaan karena lintasan. Pada kasus ini perbedaan fasa yang ditimbulkan disebabkan karena perbedaan lintasan yang ditempuh kedua berkas sinar. Perbedaan fasa akibat pantulan tidak terjadi di sini, karena terjadinya pantulan pada masing-masing berkas sinar sama, yaitu tiap berkas sama-sama mengalami dua kali pemantulan. Beda fasa antara dua berkas cahaya pada titik P dapat dinyatakan dalam persamaan

dimana :

h adalah selisih jarak antara dua berkas cahaya dalam interferometer.

n adalah indeks bias medium perambatan optik.

Pada titik P, tempat bertemunya dua berkas cahaya tadi, akan terjadi pola dengan titik pusat (fringe) terang jika :

dan fringe gelap jika :

Dari persamaan diatas  , pola interferensi muncul akibat perbedaan lintasan antara dua berkas cahaya yang masuk dalam interferometer sehingga menimbulkan perbedaan fasa antara kedua berkas tersebut. Jika tidak ada perbedaan lintasan antara kedua berkas, maka tidak akan timbul interferensi karena tidak ada beda fasa antara kedua berkas sehingga keduanya akan menyatu kembali dengan sempurna. Perbedaan lintasan ini muncul karena kedua berkas tiba pada titik yang berbeda pada L2 sehingga keduanya mencapai titik fokus lensa L2 yaitu P dengan menempuh jarak lintasan yang berbeda pula.Karena pola interferensi yang muncul tergantung pada parameter n dan parameter h, maka persamaan  di atas dapat diturunkan berdasarkan kedua parameter tersebut. Bila diturunkan rumus beda fasa di atas, maka akan diperoleh :

rumus beda fasa 2

Dari penurunan persamaan di atas, seperti yang ditunjukkan oleh persamaan beda fasa (a)terlihat bahwa perubahan fasa tergantung pada perubahan indeks bias n dan perubahan jarak h akibat pergeseran posisi keempat komponen optik yaitu L1, L2, M1, M2. Perubahan fasa tersebut berbanding lurus dengan perubahan kedua parameter tadi. Selain itu, muncul konstanta yang membuat beda fasa tidak menjadi nol bila tidak ada perubahan indeks bias atau perubahan jarak lintasan. Sedangkan pada persamaan beda fasa b menunjukkan pengaruh jarak dalam perubahan fasa dan persamaan beda fasa c menunjukkan hal serupa untuk indeks bias medium perambatan. Berdasarkan gambar model prisma di atas, redaman yang dialami berkas cahaya pada interferometer Mach Zehnder terjadi saat melewati medium udara, media semi pantul (D1 dan D2), lensa kolimator (L1 dan L2). Berkas diserap udara dan lensa-lensa tersebut kemudian berubah menjadi bentuk lain baik berupa panas maupun hamburan berkas. Timbulnya redaman tersebut tak dapat diperkirakan besarnya tergantung karakteristik lensa-lensa dan juga medium udara di sekitar interferometer.

Format Awal Modulasi Sistem Optik

Untuk waktu yang lama, non-return-to-zero on-off-keying (NRZ-OOK) mendominasi format modulasi yang digunakan dalam sistem komunikasi serat optik. Format modulasi NRZ-OOK ini hanya akan disebut OOK. Alasan–alasan yang mungkin mendasari penggunaan OOK pada awal aplikasi serat optik sebagai sistem komunikasi: pertama, OOK ini hanya membutuhkan bandwidth elektrik yang relatif kecil untuk transmitter dan receiver (dibandingkan dengan RZ- OOK); yang kedua, OOK tidak sensitif terhadap noise fasa laser (dibandingkan Phase Shif Keying); dan yang terakhir OOK memiliki konfigurasi yang sederhana pada transmitter maupun receiver. Pada beberapa tahun terakhir, sebagaimana komunikasi serat optik yang mengalami kemajuan dalam hal datarates yang semakin tinggi, DWDM dan komunikasi jarak jauh dengan amplifier optik, modulasi OOK akan menjadi referensi yang baik sebagai pembanding.

Blok diagram transmitter NRZ diperlihatkan dalam gambar dibawah ini , dimana sinyal elektrik dimodulasi dengan sebuah modulator intensitas eksternal. Modulator intensitas ini bisa berupa jenis Mach-Zehnder atau jenis electro-absorbtion, yang mengubah sinyal elektrik OOK dengan data rate Rb menjadi suatu sinyal optik OOK pada data rate yang sama. Lebar pulsa optik pada sebuah pulsa ”1” yang terisolasi (antara bit-bit ”0”) sama dengan kebalikan dari data rate (1/ Rb). Untuk mendeteksi suatu sinyal optik NRZ, digunakan sebuah fotodiode yang sederhana pada receiver, yang akan mengubah daya optik sinyal menjadi arus listrik. Disebut juga direct detection (DD).

A ZAINOL RACHMAN_111010129

ANALISA PERBANDINGAN SISTEM FORMAT MODULASI OPTIK NRZ-DPSK & RZ-DPSK TERHADAP NRZ-OOK PADA SISTEM LIGHTWAVE BERKECEPATAN TINGGI (COMPARISON ANALYSIS OF OPTICAL MODULATION FORMAT SYSTEM OF NRZ-DPSK & RZ-DPSK TOWARDS NRZ-OOK IN HIGH SPEED LIGHTWAVE SYSTEM)

IT TELKOM

laser (akronim dari Light amplifikasi oleh menstimulasi Emisi dari radiasi) adalah sumber optik yang emits foton koheren dalam sorotan.The verb ke lase berarti "untuk memproduksi cahaya koheren" atau mungkin "untuk menerapkan laser ke lampu", dan merupakan pembentukan-belakang dari istilah laser.

Sinar laser biasanya hampir satu warna, yaitu terdiri dari satu panjang gelombang atau warna, dan emitted dalam mempersempit beam.Hal ini kontras ke sumber cahaya umum, seperti bola lampu pijar, yang memancarkan foton kacau di hampir semua penjuru, biasanya melalui spektrum yang luas dari wavelengths.

Laser tindakan dijelaskan oleh teori kuantum mekanik dari dan termodinamika.Banyak materi yang telah ditemukan memiliki karakteristik yang diperlukan untuk membentuk laser media yang diperlukan untuk mendapatkan daya yang laser, dan ini menyebabkan banyak penemuan jenis laser dengan berbagai karakteristik yang sesuai untuk berbagai aplikasi.

Laser telah diusulkan sebagai sebuah variasi dari prinsip maser pada akhir tahun 1950-an, laser yang pertama dan telah ditunjukkan pada tahun 1960.Sejak saat itu, laser manufaktur telah menjadi multi-milyar dolar industri, dan laser yang ditemukan termasuk aplikasi dalam bidang ilmu pengetahuan, industri, obat-obatan, dan konsumen elektronik.

LED::

light-emitting diode (LED) adalah perangkat semikonduktor yang sempit emits kacau-spektrum cahaya ketika elektrik bias pada arah maju.Efek ini merupakan bentuk electroluminescence.Warna emitted cahaya yang tergantung pada komposisi kimia dari semiconducting bahan yang digunakan, dan dapat dekat-ultraungu, terlihat atau inframerah. [1] Rubin Braunstein (lahir 1922) dari Radio Corporation of America pertama dilaporkan pada emisi inframerah dari GaAs dan lainnya alloys semikonduktor pada tahun 1955. [2] Experimenters di Texas Instruments, dan Gary Biard Bob Pittman, ditemukan pada tahun 1961 yang memberi gallium arsenide off inframerah (kelihatan) cahaya ketika arus listrik telah diterapkan.Biard dan Pittman mampu membuat prioritas pekerjaan mereka dan menerima hak paten untuk cahaya inframerah-emitting diode.Nick HolonyakJr (lahir 1928) dari General Electric Company mengembangkan pertama praktis terlihat-spektrum LED pada tahun 1962. [3]

Sumber cahaya disebut sebagai komponen aktif dalam sistem komunikasi serat optik. Fungsinya mengubah arus listrik menjadi energi optik (cahaya) sehingga dapat dikopling ke serat optik. Selanjutnya sinyal optik yang dihasilkan sumber ini akan membawa informasi sampai ke receiver. Laser Diode (LD) dan Light Emitting Diode (LED) merupakan sumber optik yang cocok untuk sistem serat optik. Kedua sumber ini mempunyai dimensi yang sesuai dengan diameter serat optik sehingga dapat mengemisikan cahaya dengan spectral width yang sempit pada panjang gelombang dimana redaman dan dispersi serat kecil, dan dapat memodulasi sinyal dengan bandwidth yang lebar dan menghasilkan daya optik output yang cukup besar.

4 Perbedaan dasar dari LED dan Laser diode adalah output dari LED tidak koheren sedangkan output Laser koheren. Pada sumber yang koheren, energi optik dihasilkan dari rongga optik resonan. Energi optik yang dilepaskan dari rongga ini bersifat monokromatik dan terarah, sehingga kopling cahaya ke serat menjadi baik dan spectral width yang sempit. LED tidak memiliki rongga resonan dan merupakan Lambertian Source (Memancarkan cahaya ke segala arah) yang menghasilkan spectral width yang lebar. Selain itu LED menghasilkan daya output yang lebih kecil dari Laser dan ini menyebabkan LED kurang cocok digunakan untuk transmisi jarak jauh. Karena sifat emisi sumber LED berpola lambertian maka untuk memberikan efisiensi kopling yang tinggi, LED lebih cocok digunakan serat multimode. LED dapat memodulasi bandwidth sinyal sampai 300MHz, sedangkan Laser mampu mencapai 2,5GHz. Dalam aplikasinya, LED banyak dipakai untuk komunikasi dengan jarak sedang (kurang dari 10 km) dan Laser untuk komunikasi jarak jauh (hingga 100 km).