DEVICES FOTONIK

Oleh: AHMAD MASKUR F1B108013

BAB I PENDAHULUAN1.1 Latar Belakang Fotonik berasal dari kata foton yang merupakan partikel elementer dalam fenomena elektromagnetik. Salah satu bidang yang mempelajari mengenai interaksi cahaya dengan materi adalah fotonik. Teknologi fotonik memberikan sumbangan yang besar bagi perkembangan teknologi komunikasi dan informasi, Fotonik sebagai pendorong untuk inovasi teknologi dan kreatif produksi devais.

1.2 Rumusan Masalah 1)Bagaimana definisi dari fotonik dan devais fotonik itu sendiri? 2)Bagaimana aplikasi dari devais fotonik berikut : dioda foto, foto transistor, Light Emitting Diode ( LED ) dan Laser?

BAB II PEMBAHASAN2.1. Pengertian Fotonik dan Devices fotonik Fotonik adalah bidang yang mengkaji interaksi cahaya dengan materi yang merupakan teknologi kunci abad 21. sedangkan Divais fotonik merupakan device yang di buat dengan memanfaatkan interaksi cahaya dan materi.

2.2 Aplikasi Devices fotonika) Dioda Foto

Gambar 21. Karakteristik Dioda Foto (a) intensitas cahaya (b) panjang gelombang (c) reverse voltage vs arus dan (d) reverse voltage vs kapasitansi

Ada beberapa karakteristik dioda foto yang perlu diketahui antara lain: 1) Arus bergantung linier pada intensitas cahaya 2)Respons frekuensi bergantung pada bahan (Si 900nm, GaAs 1500nm, Ge 2000nm) 3)Digunakan sebagai sumber arus 4)Junction capacitance turun menurut tegangan bias mundurnya 5)Junction capacitance menentukan respons frekuensi arus yang diperoleh

b) Photo Transistor

Gambar 23. Karakteristik transistor foto

c) Light Emitting Diode (LED)Prinsip kerja kebalikan dari dioda foto Warna (panjang gelombang) ditentukan oleh band-gap Intensitas cahaya hasil berbanding lurus dengan arus Non linieritas tampak pada arus rendah dan tinggi Pemanasan sendiri (self heating) menurunkan efisiensi pada arus tinggi

d) Laser Kata Laser merupakan akronim dari Light Amplification by Stimulated Emission of Radiations yang berarti penguatan cahaya oleh emisi radiasi terangsang. Cahaya yang dihasilkan memiliki sifat koheren, monokromatis dan polarisasi,

Prinsip kerja laser Menurut Postulat Albert Einstein & theodore maiman (1960) , bahwa ada 3 proses yang terlibat dalam kesetimbangan termal suatu gas yang sedang menyerap dan memancarkan radiasi., yaitu : serapan, emisi spontan (disebut fluorensi) dan emisi terangsang .

Gambar 26. Serapan, radiasi spontan dan radiasi terangsang

Sebuah atom pada keadaan dasar dapat dieksitasi ke keadaan tingkat energi yang lebih tinggi dengan cara menembaknya dengan elektron atau foton. Setelah beberapa saat berada di tingkat tereksitasi ia secara acak akan segera kembali ke tingkat energi yang lebih rendah, dan tidak harus ke keadaan dasar semula. Proses acak ini dikenal sebagai fluoresensi . Foton ini dapat saja diserap kembali oleh atom yang lain sehingga mengalami eksitasi, tetapi dapat pula lolos keluar sistem sebagai cahaya

Jenis-jenis laser (a) Laser yang dipompa secara optis

Gambar 28. Diagram tingkat energi kristal ruby

Laser ini dihasilkan melalui transisi atom dari tingkat metastabil ke tingkat energi dasar, Pemompaan optisnya dilakukan dengan menempatkan batang ruby di dalam tabung cahaya ini banyak dipakai sebagai perlengkapan kamera untuk menghasilkan kilatan cahaya.

(b) Laser yang dipompa secara elektris Sistem laser jenis ini dipompa dengan lucutan listrik di antara dua buah elektroda. Sistemnya terdiri dari satu atau lebih jenis gas. Atomatom gas itu mengalami tumbukan dengan elektronelektron lucutan sehingga memperoleh tambahan energi untuk bereksitasi.

(c) Laser semikonduktor

Gambar 32. Laser semikonduktor Pada Gambar 32 tampak bahwa di sebagian daerah deplesi terjadi inversi populasi jika sambungan PN diberi tegangan maju, daerah ini disebut lapisan aktif. Daerah deplesi adalah daerah di sekitar sambungan PN yang tidak memiliki pembawa muatan listrik bebas

Proses laser jenis ini mirip dengan kerja LED biasa. Pancaran fotonnya disebabkan oleh bergabungnya kembali elektron dan lubang (hole) di daerah sambungan PN-nya. Bahan semikonduktor yang dipakai harus memiliki gap energi yang langsung, agar dapat melakukan radiasi foton tanpa melanggar hukum kekekalan momentum

Dibandingkan dengan LED, laser semikonduktor masih mempunyai dua syarat tambahan. 1) bahannya harus diberi doping banyak sekali sehingga tingkat energi Fermi-nya melampaui tingkat energi pita konduksi di bagian N dan masuk ke bawah tingkat energi pita valensi di bagian P

2) rapat arus listrik maju yang digunakan haruslah besar, begitu besar sehingga melampaui harga ambangnya

Sekian dan Terimakasih