penentuan sifat optik kristal fotonik
TRANSCRIPT
SKRIPSI FISIKA
PENENTUAN SIFAT OPTIK KRISTAL FOTONIK
MULTILAYER DENGAN INDEKS BIAS DAN TEBAL LAPISAN
YANG DIVARIASIKAN
OLEH
NETHA SHELLA SABONO
H211 09 013
PROGRAM STUDI FISIKA JURUSAN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS HASANUDDIN
MAKASSAR
2013
PENENTUAN SIFAT OPTIK KRISTAL FOTONIK MULTILAYER
DENGAN INDEKS BIAS DAN TEBAL LAPISAN YANG DIVARIASIKAN
SKRIPSI
DiajukanSebagaiSalah SatuSyarat Untuk MemperolehGelar SarjanaSains
Pada Program StudiFisikaJurusanFisika
FakultasMatematikadanIlmuPengetahuanAlam
UniversitasHasanuddin
OLEH
NETHA SHELLA SABONO
H 211 09 013
PROGRAM STUDI FISIKA JURUSAN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS HASANUDDIN
MAKASSAR
2013
LEMBAR PENGESAHAN
PENENTUAN SIFAT OPTIK KRISTAL FOTONIK MULTILAYER
DENGAN INDEKS BIAS DAN TEBAL LAPISAN YANG DIVARIASIKAN
OLEH :
NETHA SHELLA SABONO
H211 09 013
Makassar, Agustus 2013
Telahdiperiksadandisetujuioleh :
PembimbingUtama
DahlangTahir, M.Si. Ph.D
NIP. 197509072000031001
PembimbingPertama
Eko Juarlin, S.Si, M.Si
NIP. 197509072000031001
SARI BACAAN
Dalam penelitian ini, telah ditentukan sifat optic dari Kristal fotonik multilayer
dengan indeks bias n1 = 1,1 dan n2 = 4,2 menggunakan perbandingan ketebalan
lapisan 1:2 sampai 1:10. Sifat optik yang ditentukan yaitu nilai reflektansi dan nilai
transmitansi yang dihasilkan dari interaksi antara gelombang elektromagnetik
dengan kristalfotonik. Hasil interaksi ini menentukan kemampuan bahan Kristal
fotonik yang ditunjukan dengan parameter photonic band gap yang dihasilkan.
Hasil nilai trans mitansi dan reflektansi menunjukkan bahwa perbandingan
ketebalan lapisan yang lebih besar memperlihatkan munculnya fenomena photonic
band gap yang lebih jelas dengan lebar dan posisi photonic band gap yang
bervariasi. Pada variasi ketebalan lapisan ,nilai transmitansi menunjukan perubahan
kenilai yang lebih kecil atau mendekati nol.
Kata kunci : kristalfotonik, reflektansi, transmitansi, photonic band gap
ABSTRACT
In this research, the optical properties of multilayer photonic crystal with a
refractive index n1 = 1.1 and n2 = 4.2 using a layer thickness ratio of 1:2 till 1:10
was determined. The optical properties determined isreflectance valuesand
transmittance values resulting from the interaction of electromagnetic waves with
photonic crystals. The result of this interaction, determines the ability of the
photonic crystal material with parameters of the resulting photonic band gap.
Transmittance and reflectance values results showed that the ratio of the larger
layer thickness shows the emergence of the phenomenon of photonic band gap is
more obvious with the width and position of the photonic band gap are varied. On
the layer thickness variation, transmittance values showed smaller changes values
or close to zero.
Keywords: photonic crystals, reflectance, transmittance, photonic band gap
KATA PENGANTAR
Syaloom
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yesus Kristus atas segala
limpahan kasih dan karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas
akademik yang berupa Tugas Akhir dengan judul ―Penentuan Sifat Optik Kristal
Fotonik Multilayer dengan Indeks Bias dan Tebal Lapisan yang Divariasikan‖ yang
merupakan salah satu syarat menyelesaikan jenjang kesarjanaan Strata I pada
Jurusan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas
Hasanuddin.
Dalam penyelesaian Tugas Akhir ini, banyak tantangan dan rintangan yang
dihadapi penulis tetapi berkat bantuan, bimbingan dan dukungan serta doa yang
penulis terima dari berbagai pihak sehingga Tugas Akhir ini dapat terselesaikan.
Oleh karena itu pada kesempatan ini perkenankan penulis sampaikan ucapan terima
kasih terkhusus kepada kedua orang tua tercinta, ayahanda Wunar Sabono dan
Ibunda Yospina Kala’lembang atas semua perhatian, kasih sayang, doa dan kerja
kerasnya. Kepada adik-adikku Ari, Nando, Tias, dan Lussy yang telah mewarnai
hidup penulis dengan canda tawa dan senantiasa memberikan bantuan, semangat,
motivasi serta doa kepada penulis. Ucapan terima kasih juga penulis sampaikan
kepada semua keluarga yang tak dapat ditulis satu persatu. Skripsi ini juga penulis
persembahkan kepada seluruh keluarga besar di Masohi, Ambon, dan Toraja.
Tidak lupa juga penulis sampaikan rasa syukur dan penghargaan yang setinggi-
tingginya kepada:
1. Bapak Dahlang Tahir, M.Si, Ph.D selaku pembimbing utama dan Bapak
Eko Juarlin, S.Si, M.Si selaku pembimbing pertama yang dengan tulus dan
ikhlas memberikan bimbingan, ilmu, dan arahan kepada penulis untuk selalu
memberikan yang terbaik demi terselesainya skripsi ini.
2. Bapak Prof. Dr. Rer-nat H. Wira Bahari Nurdin, Drs. Bansawang BJ,
M.Si dan Ibu Sri Dewi Astuty Ilyas, S.Si, M.Si sebagai tim penguji skripsi
fisika yang telah banyak memberikan masukan dan saran yang sangat
membantu dalam penyempurnaan penyusunan skripsi ini.
3. Ibu Dr. Sri Suryani, DEA sebagai penasehat akademik yang senantiasa
memberikan nasehat, motivasi, dan ilmu kepada penulis selama menjadi
mahasiswa.
4. Bapak Prof. Dr. H. Halmar Halide, M.Sc sebagai ketua Jurusan Fisika dan
ketua program studi Fisika serta Bapak dan Ibu dosen Jurusan Fisika yang
telah memberikan bimbingan, arahan dan ilmu selama penulis menjalani
studi hingga menyelesaikan skripsi ini.
5. Para Staf Jurusan Fisika Pak Aji, kak Latif, Pak Ali, Pak Syukur, Pak
Mus, Pak Syahrir dan staf Fakultas MIPA Pak Iswan, Pak Anwar, Pak
Rahmat, Pak Sangkala, Pak Bachtiar, Bu Ratna serta staf lain yang
belum dapat disebutkan namanya satu persatu.
6. Saudariku Irene Devi Damayanti yang terus memberikan semangat dan
motivasi serta doa. Terima kasih tetap menjadi motivator walaupun telah
lebih dulu menjadi wanita karir.
7. Saudari-saudariku yang telah menjadi sahabat terbaik (tapi sebenarnya tidak
juga) : One, miss Uni yang rempong , Irene, Yuli’anto, Ani”tukang
download”, mbak Sari , dan si nona ‖tisyu” Mia .
8. Saudara-saudaraku Fisika 2009 : mantan anissa‘s grup Ara dan Potter,
Tari’jo, Rawa, Dian, Ulvy, Awi, Punyu, Yadi, Darti, cub’Aida, Yuyu, Amzar,
Fahrul, Arbi, Hendri, Djun, Akmal, Sidik, Hadi, Ga’, Andri, Aldi, Yusuf,
Indra, Alfred, Cak Nur,dan Mas Yoko (ketua angkatan yang telah banyak
membantu saat ‗Sidang‘). Terima kasih atas semangat, motivasi, doa, canda
tawa, bantuan, serta kebersamaanya yang telah memberikan warna
tersendiri dalam perjalanan hidup penulis dikampus. Terima kasih juga
untuk Rara, Tira, Azwar, Ariesna, Rian, dan Ivon atas kebaikannya selama
ini. “Tetap Semangat”.
9. Teman - teman Geofisika 2009 : Kiki, Hasni, Rixs, Momo, Eno, Putri, Ani,
Ayu, Debi, Nanank, Roswita, Innah, Ippank, Yudi, Dayat, Eto, Iwank,
Fauzy, Maknun,dan Sabo’. Terima kasih untuk motivasinya.
10. Saudara-saudariku di SMAN Siwalima Ambon, terkhusus untuk the First
Generation Of 95. Terima kasih untuk motivasi dan doanya, walaupun
hanya lewat sms ataupun media sosial tapi sangat membantu.
11. Teman - teman Mipa 2009 terima kasih atas kebersamaan dan kebaikannya
dan kanda-kanda Fisika 2008, 2007, 2006, 2005, dan 2004 terima kasih
atas segala saran dan bantuannya. Serta adik-adik Fisika 2010, 2011, dan
2012 terima kasih atas motivasinya.
12. Corps Asisten Laboratorium Fisika Dasar Jurusan Fisika FMIPA Unhas
terima kasih atas kerja samanya.
13. Teman-teman KKN UNHAS Gel. 82 terutama posko Desa Lakessy, Kec.
Maritenggae, Sidrap. Terima kasih atas doa dan motivasinya.
14. Semua pihak yang telah membantu sehingga karya sederhana ini dapat
terwujud penulis ucapkan terima kasih.
Akhirnya, hanya kepada Tuhan kita memohon bimbingan, kemudahan, dan
keselamatan dalam menapaki ‖kerasnya‖ kehidupan. Semoga Tuhan Yang Maha
Esa senantiasa melimpahkan rahmat dan karunia-Nya kepada kita semua. Semoga
skripsi ini bisa bermanfaat buat para pembaca, khususnya bagi penulis sendiri.
Amin.
Makassar, Agustus 2013
Penulis
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL .................................................................................. i
HALAMAN PENGESAHAN ................................................................... ii
SARI BACAAN ......................................................................................... iii
ABSTRACT ............................................................................................. iv
KATA PENGANTAR ............................................................................. v
DAFTAR ISI ............................................................................................. ix
DAFTAR GAMBAR ................................................................................ xii
DAFTAR TABEL .................................................................................... xiii
DAFTAR LAMPIRAN ............................................................................. xiv
BAB I PENDAHULUAN .......................................................................... 1
I.1 Latar Belakang Penelitian ......................................................... 1
I.2 Ruang Lingkup ........................................................................... 2
I.3 Tujuan Penelitian ....................................................................... 2
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ............................................................... 3
II.1 Kristal Fotonik........................................................................... 4
II.2 Persamaan Maxwell .................................................................. 5
II.2.1 Pemantulan dan Pembiasan Gelombang Datar .......... 6
II.3 Crystal Photonic Band Gap …………………………………. . 11
II.3 Reflektansi dan Transmitansi pada Kristal Fotonik 1-D…. . 16
BAB III METODOLOGI PENELITIAN ................................................ 18
III.1 Alat dan Bahan ........................................................................ 18
III.2 Prosedur Penelitian ................................................................. 18
III.2.1 Tahapan Penelitian…………………………… ........... 18
III.2.2 Tahapan Program Simulasi………………………….. 19
III.3 Bagan Alur Penelitian…… ..................................................... 21
III.4 Flowchart Program Simulasi…… .......................................... 22
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN .................................................. 23
IV.1 Nilai Transmitansi dengan Sudut datang 00,20
0,40
0,60
0 ...... 25
IV.2Nilai Transmitansi dengan Sudut datang 00,20
0,40
0,60
0
dengan Variasi Ketebalan Lapisan ........................................ 30
IV.1 Nilai Transmitansi dengan Sudut datang 00,20
0,40
0,60
0 ...... 33
BAB V PENUTUP .................................................................................... 38
V.1 Kesimpulan ................................................................................ 38
V.2 Saran .................................................................................... 39
DAFTAR PUSTAKA ................................................................................ 40
LAMPIRAN .................................................................................... 41
BAB I
PENDAHULUAN
I.1 Latar Belakang
Salah satu divais optik yang menarik untuk diteliti adalah kristal fotonik, karena
kemampuannya untuk menghalangi propagasi gelombang elektromagnetik dalam
rentang frekuensi tertentu yang disebut celah pita fotonik atau Photonic Band Gap
(PBG). Bahan yang memiliki PBG, memiliki banyak potensi yang dapat
diaplikasikan dalam bidang optoelektronika dan komunikasi optik.[1]
Kemampuan bahan kristal fotonik dapat diukur dengan menentukan sifat optiknya.
Besarnya reflektansi dan transmitansi yang dihasilnya dari interaksi gelombang
elektromagnetik dan sebuah bahan kristal fotonik akan menentukan kemampuan
bahan tersebut dengan parameter PBG yang dihasilkan.
Dari berbagai jenisnya, kristal fotonik satu dimensi menarik diproduksi karena
dapat bekerja pada setiap skala panjang gelombang dan dapat dihitung secara
analisis maupun numerik secara sederhana.[1]
Pengkajian terhadap kristal fotonik telah berkembang pesat, maka dalam penelitian
ini dilakukan penentuan sifat optik terhadap bahan kristal fotonik satu dimensi
dengan susunan multilayer menggunakan persamaan Maxwell. Adapun metode
yang dipakai adalah metode matriks transfer dan perangkat lunak matlab 2009b
sebagai simulatornya.
I.2 Ruang Lingkup Penelitian
Penelitian ini dibatasi pada perhitungan nilai reflektansi dan transmitansi dari
kristal fotonik multilayer dengan variasi indeks bias dan ketebalan lapisan
dengan sudut datang yang berbeda-beda pada selang panjang gelombang 0.4
– 1 nm.
I.3 Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah
1. Menghitung nilai reflektansi dari bahan kristal fotonik multilayer dengan
variasi indeks bias dan ketebalan lapisan dengan sudut datang yang berbeda-
beda pada selang panjang gelombang 0.4 – 1 nm.
2. Menghitung nilai Transmitansi dari bahan kristal fotonik multilayer dengan
variasi indeks bias dan ketebalan lapisan dengan sudut datang yang berbeda-
beda pada selang panjang gelombang 0.4 – 1 nm.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
II.1 Kristal Fotonik
Istilah kristal fotonik berasal dari kata ―kristal‖ yang berarti periodisitas bahan
dielektik dalam struktur dan ―fotonik‖ yang berarti bahwa foton yang bekerja pada
struktur. Kristal fotonik merupakan struktur periodik dari material dielektrik yang
memiliki indeks bias berbeda–beda. Keunggulan utama dari kristal fotonik adalah
kemampuannya menghalangi propagasi gelombang elektromagnetik dalam rentang
frekuensi tertentu yang disebut Photonic Band Gaps (PBG). Kristal fotonik banyak
digunakan dalam berbagai industri optik untuk komunikasi. PBG adalah suatu
rentang frekuensi dimana cahaya tidak dapat merambat melalui struktur krital
fotonik tersebut.[2]
Kristal fotonik menarik bagi desainer perangkat optoelektronik karena wilayah
kerja energi dan panjang gelombang dapat dibatasi sesuai kebutuhan aplikasinya.
Kristal fotonik menyajikan sebuah alternatif yang luar biasa untuk masa depan,
karena volume divais berkurang, efisiensi meningkat dan proses produksinya yang
sederhana.[3]
Secara umum, kristal fotonik dikelompokkan kedalam tiga kategori berdasarkan
dimensi dari susunan periodik material dielektriknya yaitu: satu-dimensi (1D), dua-
dimensi (2D) dan tiga dimensi (3D). Berbagai divais telah dibuat dengan
menggunakan struktur kristal fotonik, seperti laser tanpa ambang (thresholdless
laser) dan dioda optik nonlinier.[3]
Kristal fotonik satu dimensi menarik untuk
dipahami sifatnya karena dapat diproduksi pada setiap skala panjang gelombang
tertentu dan secara teoritis sifat-sifatnya dapat dianalisis secara sederhana. Hal ini
telah terbukti bahwa kristal fotonik satu dimensi dapat merefleksikan secara
berubah-ubah polarisasi total, transverse electric (TE),dan transverse magnetic
(TM).[3]
Gambar II.1 Stuktur dari kristal fotonik satu dimensi.
Salah satu aplikasi dari kristal fotonik adalah all-optical switching. Switching optik
dapat dilakukan melalui dua cara. Pertama, dengan mengkodekan informasi/sinyal
input didalam sinyal itu sendiri (self - phase modulation or self switching). Kedua,
melalui pengontrolan sinyal dengan memberikan dua sinyal masukan ke dalam
struktur, yairu sinyal yang kuat (pump) dan sinyal lemah (probe). Proses yang
terakhir disebut switching optik melalui crossphasemodulation. Dengan
menggunakan struktur dari kristal fotonik berdimensi satu, dapat diperoleh suatu
struktur dan mekanisme yang efisien dalam proses switching (keadaan ON dan
OFF yang sepenuhnya dapat dibedakan). [2]
II.2 Persamaan Maxwell
d1
n1
d2
n2
d1
n1
d1
n1
d2
n2
d2
n2
Interaksi antara gelombang elektomagnetik / cahaya dan materi dideskripsikan oleh
vektor medan listrik dan medan magnet. Propagasi dari kedua vektor medan
tersebut ditentukan oleh persamaan maxwell. Sebelum membahas persamaan
Maxwell, akan dibahas tentang kelistrikan dan kemagnetan yang mencakup empat
persamaan penting dan dinyatakan dalam bentuk divergensi dan curl. Keempat
persamaan yang dimaksud adalah sebagai berikut :
(2.1a)
(2.1b)
(2.1c)
(2.1d)
Gelombang elektomagnetik merupakan konsekuensi logis dari persamaan Maxwell.
Persamaan gelombang EM bebas atau persamaan gelombang tanpa sumber yaitu
dan J=0 , maka persamaan Maxwell dapat ditulis menjadi :
(2.2a)
(2.2b)
(2.2c)
(2.2d)
Persamaan (2.2c) dan (2.2d) menunjukan hubungan yang tergandeng E dan B (E di
ruas kiri dan B di ruas kanan atau sebaliknya). Untuk membuat hubungan tersebut
tidak tergandeng, yaitu kedua ruas dinyatakan dalam E saja atau B saja, dapat
dilakukan dengan menerapkan operator curl pada persamaan tersebut.[6]
Hasilnya jika dan J = 0, maka
(2.3a)
(2.3b)
Solusi umum dari persamaan (2.3a) dan (2.3b) sebagai berikut :
(2.4a)
(2.4b)
II.2.1 Pemantulan dan Pembiasan Gelombang Datar
Gelombang P yang tiba pada bidang batas, akan terbagi menjadi dua, yakni
gelombang bias S yang terus bergerak ke dalam medium dua dengan indeks bias n2
dan gelombang pantul Q yang bergerak kembali kedalam medium 1 dengan indeks
bias n1.[7]
Gambar II.2 Pemantulan dan Pembiasan pada Gelombang Datar.
Dari gambar II.2, syarat kontinuitas akan berlaku setiap saat, dan pada setiap titik di
permukaan batas. Maka berlaku hubungan hubungan di bawah ini :
1. Untuk setiap t, sehingga
2.
Kondisi batas pada z = 0 yang memenuhi semua titik pada bidang pada setiap
waktu mengimplikasikan bahwa ruang dan waktu bervariasi terhadap medan harus
memenuhi z = 0. Konsekensinya faktor fase harus sama pada z = 0.(k.x)z=0 =
(k‘.x)z=0 = (k‖.x)z=0 . Persamaan ini mengandung aspek kinematika dari refleksi dan
refraksi. Tiga vektor ruang yang terletak pada bidang harus memenuhi :
(2.5)
karena dan
, maka persamaan (2.5) menjadi :
(2.6)
Persamaan (2.6) inilah yang dikenal dengan hukum Snellius.[7]
Hukum Snellius berbunyi :
1. Sinar datang, sinar bias, dan garis normal terletak pada sebuah bidang datar.
2. Sinar datang dari medium kurang rapat ke medium lebih rapat, dibiaskan
mendekati garis normal. Sebaliknya , bila sinar datang dari medium lebih rapat
ke medium lebih renggang maka dibiaskan menjauhi gariss normal
Sesuai hukum Bragg, untuk dua gelombang yang datang sefase dan membentuk
sudut terhadap arah normal bidang dapat dituliskan:
(2.7)
Gambar II.3 Pemantulan pada Hukum Bragg
Besarnya panjang gelombang dalam medium kristal akan berubah secara periodik
sesuai dengan indeks biasnya.
(2.8a)
(2.8b)
Jika n1 < n2 maka λ1< λ2
(
)
(2.9a)
Untuk kasus normal ( ) maka cos = cos = 1, sehingga persamaan
(2.9a) menjadi
(
) (2.9b)
Makna fisis persamaan (2.9b) adalah lebar frekuensi terjadinya band gap
tergantung pada selisih indeks bias antara medium satu dengan medium dua.[7]
Gambar II.4 Hubungan antara transmitansi dengan frekuensi.[8]
Perbedaan indeks refraksi yang kontras memiliki peranan penting terhadap
pembentukan PBG, terdapat dua alasan. Pertama, setiap lapisan batas kristal fotonik
dengan indeks refraksi kontras, lebih cenderung untuk menghamburkan gelombang
yang datang dari segala arah, sehingga PBG lebih mudah terbentuk. Kedua,
semakin tinggi perbedaan indeks refraksi, semakin sedikit jumlah lapisan kristal
fotonik yangdibutuhkan untuk menghasilkan efek PBG.[8]
Besar sudut datang θi dapat mempengaruhi posisi band gap, yakni selang panjang
gelombang yang tidak dapat menembus struktur kristal. Pengaruh sudut datang
yang dibentuk oleh gelombang EM terhadap arah normal kristal adalah berubahnya
posisi band gap. Pada sudut 00
<θ0< 900
band gap akan semakin bergeser ke arah
kanan (kearah frekuensi yang lebih besar) untuk polarisasi Transverse Electric dan
Transverse Magnetic. Pada kasus omnidirectional, terdapat suatu selang frekuensi
dimana gelombang EM tidak dapat menembus struktur kristal untuk setiap sudut
datang yaitu diantara frekuensi diantara gap saat normal incidence dan gap pada
TM pada sudut 900
Selang frekuensi terSebut dinamakan total omnidirectional
reflection yang dimanfaatkan sebagai alat penyekat atau bahan isolasi fotonik.[7]
Gambar II.5 Hubungan frekuensi dengan variasi sudut terhadap reflektansi
II.3 Crystal Photonic Band Gap
Ketika Gelombang EM datang memasuki susunan periodik (misalnya n1 dan n2),
sebagian gelombang tersebut akan direfleksikan oleh setiap permukaan batas
lapisan n1- n2. Jika seluruh gelombang yang direfleksikan sebagian tersebut sefase,
maka akan terjadi interferensi konstruktif pada refleksi sehingga gelombang datang
tidak dapat menembus struktur kristal seperti pada gambar II.6. Selang panjang
gelombang datang yang terefleksi total disebut photonic bandgap (PBG).[7]
Gambar II.6 memperlihatkan proses terjadinya PBG dalam kristal fotonik satu
dimensi. (a) Gelombang datang dengan nilai λ dalam selang PBG memasuki
struktur periodik n1-n2.(b) Gelombang datang direfleksikan oleh tiap permukaan
batas. (c) Jika setiap gelombang refleksi sefase, maka gelombang tersebut terefleksi
total dan tidak dapat menembus struktur kristal.[7]
Gambar II.6 Mekanisme terjadinya PBG dalam kristal fotonik 1-dimensi.
Bahan yang digunakan untuk membuat sebuah Photonic Band Gap : Silikon,
Germanium, Gallium Arsenat, dan Indium Fospit.[9]
Struktur kristalfotonik 1-D terdiri dari lapisan -lapisan material dielektrik dengan
indeks bias dan ketebalan yang bervariasi secara periodik, seperti yang ditunjukkan
dalam gambar II.7.[3]
Gambar II.7 Skema sistem multilayer dengan vektor gelombang datang .[3]
Sistem multilayer yang dibuat pada gambar II.7 dalam penelitian ini terdiri dari dua
bahan kristal fotonik yang memiliki indeks bias berbeda beda yaitu n1dan n2,
dengan ketebalan d1 dan d2yang disusun menjadi empat lapisan. Ketebalan dari
setiap lapisan pada sistem multilayer ini divariasikan dengan ukuran berbeda beda.
Ketika ketebalan d1 divariasikan, maka d2 konstan dan sebaliknya ketika ketebalan
d2 divariasikan maka d1 konstan.
Untuk memahami perambatan gelombang elektromagnetik dan pembentukan celah
pita fotonik pada kristal fotonik 1-D dapat dijelaskan secara teoritis, salah satunya
dengan menggunakan metoda Matriks Transfer.[3]
Gelombang transverse electric (TE) datar stasioner merambat melalui kristal
fotonik, akan direfleksikan dan direfraksikan pada tiap permukaan indeks modulasi
periodik (n1 – n2). Dimana untuk kasus yang ditinjau gelombang TE datang pada
arah x normal terhadap bidang permukaan fotonik sehingga sudut = 90o, yang
berarti tidak ada gelombang yang akan direfraksikan, gelombang datang akan
ditransmisikan atau direfleksikan sebagian ataupun seluruhnya. d adalah
periodisitas kristal (d1 + d2) yang nilainya setengah dari panjang lintasan
optiknya.[7]
Perambatan Gelombang TE dalam kristal fotonik satu dimensi direpresentasikan
oleh persamaan gelombang untuk medan E sebagai berikut :
(2.10)
dimana c merupakan kecepatan gelombang elektromagnetik dalam ruang vakum (
c = 1/√ ) , merupakan permitivitas relatief bahan ( dan
, dengan n(x) adalah indeks bias. Digambarkan bahwa propagasi
gelombang elektromagnetik berada pada sumbu-x dan polarisasi linear. Dengan
mengambil sumbu-y sebagai arah polarisasi. Medan listrik dari propagasi
gelombang dilambangkan oleh fungsi kompleks E(x,y), yaitu :
E(x,y) = E(x)eiβy
(2.11)
Vektor medan magnet dapat diperoleh sepanjang sumbu-y :
(2.12)
Solusi persamaan (2.10) adalah superposisi dari perambatan gelombang. Untuk
lapisan dengan indeks bias n1, gelombang ke kanan dan ke kiri memiliki amplitudo
A1 dan B1, dan untuk lapisan dengan indeks bias n2 gelombang ke kanan dan ke kiri
memiliki amplitudo C1 dan D1. Sehingga solusi persamaan (2.11) untuk lapisan
dengan indeks bias n1 dan n2 adalah
(2.13a)
dan
(2.13b)
Parameter k1x dan k2x merupakan bilangan gelombang, dan didefenisikan sebagai
dan
. Pada batas antar lapisan (x=d1),
persamaan (2.11) dan (2.12) harus kontinu, sehingga hubungan antar amplitudo
panjang gelombang :
[
] [
] (2.14)
Dengan
(
(
)
(
)
(
)
(
)
)
(2.15)
Pada x = d, batas antara lapisan dengan indeks n2 dan n1 berlaku pula syarat
kontinuitas dari persamaan (2.11) dan (2.12), sehingga :
[
] [
] (2.16)
Dimana matriks adalah sama dengan persamaan (2.15) tetapi bertukar indeks.
Dengan menggunakan persamaan (2.15) dan (2.16), C1 dan D1 dieliminasi,
sehingga muncul matriks untuk stuktur biner :
[
] [
] (2.17a)
Atau
[
] [
] (2.17b)
Dimana = . Matriks Mi,j disebut sebagai Matriks Transfer dari sebuah
unit kisi. Matriks bergantung kepada frekuensi ω dan bersifat unimodular.
Karena pada setiap ω, matriks menggambarkan pola yang unik untuk
amplitudo gelombang datar dari lapisan n1 ke lapisan berikutnya dengan indeks bias
n2. Komponen dari matriks Mi,j adalah :
(
)
(2.18a)
(
) (2.18b)
(2.18c)
dan
(2.18d)
dengan
untuk transverse electric mode dan
untuk transverse
magnetic mode.[1]
II.4 Reflektansi dan Transmitansi pada Kristal Fotonik 1-D
Diasumsikan susunan periodik dari film multilayer memiliki indeks bias n1 dan n2,
serta ketebalan d1 dan d2 dan terdiri dari N unit sel. Dengan menggunakan metode
matriks transfer , yang mengalikan transfer matriks setiap bagian, dapat dihitung
koefisien dari keadaan propagasi yang menyebar disisi kanan dan kiri.
(
) (
) (2.19)
Koefisien refleksi diberikan oleh :
(
)
(2.20)
Reflektansi diperoleh dengan mengambil nilai absolut dari koefisien refleksi, yaitu :
| | (2.21)
Transmitansi (T) merupakan nilai kuadrat rasio antara amplitudo medan yang
diteruskan (Atr) melalui krital fotonik dengan amplitudo yang datang (Ain), maka :
|
|
(2.22 )
Jika ditinjau suatu sistem kristal fotonik sempurna seperti pada gambar 2.8 dengan
mengabaikan pengaruh translasi medan pada medium n0, maka perambatan medan
TE dalam strukturnya dapat dituliskan kembali dari persamaan 2.19,
(
) ( )
( ) ( )
( ) (
)
(
) (
) (2.23)
Dengan A0 menyatakan amplitudo medan TE yang datang dari lapisan pertama
(Ain), B0 menyatakan amplitudo medan TE total yang direfleksikan oleh struktur
fotonik menuju lapisan pertama, AN menyatakan amplitudo medan TE yang
diteruskan oleh struktur krital fotonik dan BN sama dengan nol. Dengan membagi
kedua ruas persamaan 2.21 dengan AN maka diperoleh :
(
) (
) (
) (2.24)
Dengan membandingkan persamaan 2.23 dengan persamaan 2.24 diperoleh :
|
|
|
|
(2.25)
Transmitansi sebagai fungsi frekuensi ω, dengan M(1,1) merupakan komponen
matriks M baris ke-1 dan kolom ke-1. Persamaan 2.23 inilah yang digunakan untuk
mendapatkan grafik hubungan transmitansi terhadap frekuensi pada kristal fotonik (
grafik tersebut ditunjukan pada gambar II.4).[8]
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
III.1 Alat dan Bahan
Alat dan bahan yang akan digunakan dalam penelitian ini adalah :
1. Satu set computer dengan system operasi Windows 7
2. Perangkat lunak Matlab version 7.9.0 (R2009b)
III.2 Prosedur Penelitian
Dalam penelitian ini dilakukan penentuan sifat optik terhadap bahan kristal fotonik
berdimensi satu dengan susunan multilayer, dengan menghitung nilai reflektansi
dan tranmitansinya dengan menggunakan metode transfer matriks. Dengan
menvariasikan perbandingan ketebalan lapisan dari susunan multileyer yang dibuat
untuk besar sudut datang yang berbeda-beda.
III.2.1 Tahapan Penelitian
Tahapan yang dilakukan dalam penelitian,ini adalah sebagai berikut:
1. Menetapkan wilayah kerja penelitian, yaitu berupa indeks bias bahan kristal
fotonik, batasan banyaknya lapisan bahan kristal fotonik dan metode numerik
yang digunakan.
2. Membuat program simulasi menggunakan program lunak Matlab R2009b.
3. Menjalankan program simulasi. Jika hasil program simulasi menampilkan
range nilai transmitansi yang sesuai, maka akan dilanjutkan dengan analisis
hasil. Jika hasil program tidak sesuai dengan range yang diinginkan, maka
dilakukan pembaharuan terhadap program simulasi yang telah dibuat. Bahan
acuan Gambar II.4.
4. Menganalisis hasil, dengan membandingkan data hasil progam yang
diperoleh dengan range nilai transmitansi yang sesuai.
5. Membuat laporan dari penelitian yang telah dilakukan.
III.2.2 Tahapan Program Simulasi
Tahapan program simulasi yang akan dilakukan dalam penelitian ini adalah sebagai
berikut:
1. Memasukkan nilai indeks bias bahan lapisan pertama dan bahan lapisan
kedua (n1 dan n2), kecepatan cahaya (c), besar sudut datang ( ), phi ( ).
ketebalan bahan (d1 dan d2), dan interval jarak panjang gelombang ( ) yang
digunakan.
2. Menghitung nilai ω, kemudian menghitung nilai bilangan gelombang ( k )
untuk masing masing bahan pada susunan multilayer.
3. Membuat matriks Mij, yang menggunakan nilai bilangan gelombang ( k ) yang
telah dihitung dengan menggunakan persamaan 2.18a- 2.18d.
4. Menghitung nilai B (A0,B0) yaitu matriks 2x1 yang merupakan nilai
amplitudo yang dikeluarkan dan yang terpantul kembali pada lapisan yang
paling akhir dari susunan multilayer.
5. Menghitung nilai reflektansi dari nilai B sesuai persamaan 2.21.
6. Menghitung nilai transmitansi T dari nilai B yang diperoleh dengan
menggunakan persamaan 2.25.
7. Membuat grafik hubungan nilai reflektansi dan transmitansi terhadap panjang
gelombang yang digunakan, dengan sumbu-x panjang gelombang dan
sumbu—y nilai transmitansi/reflektansi yang telah dihitung.
III.3 Bagan Alur Penelitian
Tidak Ya
Mulai
Selesai
Membuat Flowchart Program Simulasi
Membuat Program Simulasi
Menjalankan Program Simulasi
Sesuai
Analisis Hasil
Revisi Program
Simulasi
Membuat Laporan
Menetapkanwilayahkerja
III.4 Flowchart Program Simulasi
Mulai
Inisialisasi n1 =1,1 , n2 =4,2 ,
c=3x108 m/s, = 3,14 , θ= 0
0,
200, 40
0, 60
0, λ= 0,4 -10 nm
(
) ( )
( ) ( )
( ) (
)
Plot T(n)
Selesai
(
)
(
)
| |
Plot R(n)
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
Kristal fotonik berdimensi satu disusun secara periodik terdiri dari dua lapisan yang
memiliki indeks bias dan ketebalan yang berbeda-beda. Dengan nilai input dapat
dilihat pada tabel IV.1
Tabel IV.1 Nilai input susunan multilayer kristal fotonik berdimensi satu
KODE n1 : n2 d1* : d2
* θ
A
1,1 : 4,2
1:2
1:3
1:4
1:5
1:6
1:7
1:8
1:9
1:10
00, 20
0, 40
0, 60
0
B
1,1 : 4,2
1-2:2
1-3:3
1-4:4
1-5:5
1-6:6
1-7:7
1-8:8
1-9:9
1-10:10
00, 20
0, 40
0, 60
0
Keterangan : *) dalam skala nanometer
Dalam penelitian ini telah dibuat susunan multilayer kristal fotonik dengan input
masing – masing pada tabel lampiran I.. Pada kode A dibuat susunan multilayer
dengan nilai indeks bias dan ketebalan setiap lapisan yang berbeda sama dengan
perbandingan ketebalan 1:2 sampai 1:10, sudut datang yang digunakan 00, 20
0, 40
0
dan 600. Untuk kode B, susunan multilayer yang divariasikan yaitu ketebalan
lapisan pertama yang berubah-ubah sesuai dengan perbandingan ketebalannya,
sehingga perbandingan ketebalan 1:2 sampai 1:10 yang dibuat sebanyak dua kali.
Dari susunan multilayer yang dibuat baik dengan atau tanpa variasi, dilihat
hubungan antara transmitansi dan reflektansi dari kristal fotonik tersebut terhadap
panjang gelombang.
Kemampuan kristal fotonik bergantung pada Photonic Band Gap (PBG) yang
dihasilkan dari kristal fotonik tersebut. PBG ini dapat dilihat dari hubungan antara
transmitansi dan reflektasi terhadap panjang gelombang, dimana cahaya yang
masuk tidak dapat menembus stuktur kristal fotonik atau pada panjang gelombang
tertentu nilai transmitansi maupun reflektansinya sama dengan atau mendekati nol.
Dalam penelitian ini, indeks bias yang dipakai adalah 1,1 dan 4,2 karena semakin
besar jarak antara indeks bias maka pola gelombang yang muncul dapat dilihat.
Selain itu, range panjang gelombang yang dipakai adalah 0,4-1 nm karena pada
range tersebut pola gelombang terlihat dengan jelas yang diperlihatkan dengan
adanya nilai tranmitansi maksimum dan nilai reflektansi maksimum. Nilai
transmitansi maksimum inilah yang dapat dimanfaatkan dalam aplikasi fiber optik.
Hubungan antara nilai reflektansi dan transmitansi kristal fotonik terhadap panjang
gelombang diperlihatkan pada gambar - gambar berikut ini dengan variasi sudut
datang.
Nilai Transmitansi
0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 10.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
Pergeseran Panjang Gelombang (nm)
Tra
nsm
itansi
PERBANDINGAN 1:5
0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 10.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
Pergeseran Panjang Gelombang (nm)
Tra
nsm
itansi
PERBANDINGAN 1:4
0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 10.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
Pergeseran Panjang Gelombang (nm)
Tra
nsm
ita
nsi
PERBANDINGAN 1:3
0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 10.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
Pergeseran Panjang Gelombang (nm)
Tra
nsm
ita
nsi
PERBANDINGAN 1:2
Dalam penelitian ini telah dibuat susunan multilayer dari kristal fotonik dengan
perbandingan ketebalan lapisan d1 dan d2 yaitu 1:2, 1:3, 1:4, 1:5, 1:6, 1:7, 1:8, 1:9
dan 1:10 akan dilihat hubungan antara nilai transmitansi dengan panjang
gelombang dengan sudut datang yang berbeda-beda dengan atau tanpa variasi
ketebalan lapisan.
IV.1 Nilai Transmitansi dengan Sudut datang 00, 20
0, 40
0, 60
0
0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 10.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
Panjang Gelombang (nm)
Tra
nsm
ita
nsi
PERBANDINGAN 1:6
00
200
400
600
0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 10.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
Pergeseran Panjang Gelombang (nm)
Tra
nsm
itansi
PERBANDINGAN 1:7
0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 10.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
Pergeseran Panjang Gelombang (nm)
Tra
nsm
ita
nsi
PERBANDINGAN 1:6
0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 10.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
Pergeseran Panjang Gelombang (nm)
Tra
nsm
ita
nsi
PERBANDINGAN 1:8
0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 10.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
Pergeseran Panjang Gelombang (nm)
Tra
nsm
ita
nsi
PERBANDINGAN 1:9
0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 10.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
Pergeseran Panjang Gelombang (nm)
Tra
nsm
ita
nsi
PERBANDINGAN 1:10
Keterangan :
Gambar IV.I Grafik hubungan antara panjang gelombang terhadap transmitansi
dengan sudut datang 00, 20
0, 40
0, dan 60
0 dengan perbandingan lapisan d1 dan d2
1:2 - 1:10 dengan ketebalan lapisan yang tetap .
Dari gambar IV.1 dapat dilihat bahwa untuk setiap perbandingan dengan sudut
datang yang berbeda akan muncul bentuk gelombang dengan nilai transmitansi
maksimun dan minimum yang berada pada panjang gelombang berbeda-beda yang
diperlihatkan pada tabel IV.1 dengan nilai transmitansi maksimum adalah bernilai 1
dan nilai transmitansi minimum adalah bernilai 0,2403. Selain itu, gambar IV.1.1
juga dapat dilihat bahwa lebar dari bentuk gelombang yang muncul berbeda beda
untuk setiap sudutnya. Pada sudut 00, semakin besar perbandingan ketebalan
lapisan maka lebar gelombang yang muncul semakin kecil. Pada sudut 200, lebar
gelombang yang muncul menjadi lebih kecil ketika perbandingan ketebalannya 1:8
sampai 1:10. Pada ketebalan 1:2 sampai 1:7, lebar gelombang yang muncul
memiliki besar yang hampir sama, hanya mengalami pergeseran pada panjang
gelombang. Pada sudut 400, lebar gelombang menjadi lebih kecil ketika
perbandingan ketebalan 1:5, untuk perbandingan ketebalan 1:6 sampai 1:10 lebar
gelombang relatif konstan. Pada sudut 600 , semakin besar perbandingan
ketebalannya semakin kecil lebar gelombangnya dan pola gelombang yang terlihat
semakin banyak.
PBG muncul ketika nilai transmitansi berada di titik minimum. Gambar IV.1
memperlihat PBG yang muncul mengalami perubahan sesuai dengan besar sudut
datang yang masuk pada susunan kristal fotonik. PBG yang muncul juga
dipengaruhi oleh perbandingan ketebalan lapisan, semakin besar jarak
perbandingan antara lapisan pertama dengan lapisan kedua, semakin bagus pula
PBG yang muncul. Terlihat jelas bahwa perbandingan 1:10 PBG yang muncul
sangat tampak jelas dibandingkan dengan perbandingan 1:2, dimana PBG yang
muncul pada setiap sudut datang memiliki lebar yang yang bervariasi dan
mengalami pergeseran rentang panjang gelombang.
Tabel IV. 2 Nilai pergeseran panjang gelombang untuk trasmitansi maksimum dan
minimum dari gambar IV.1
Perbandingan
Ketebalan
Sudut
Datang
Pergeseran Panjang Gelombang (nm)
Nilai Transmitansi
Maksimum
Nilai Transmitansi
Minimum
1:2
00
0,56 -
200 - -
400 - -
600 0,53 -
1:3
00
0,84 0,56
200 - -
400 0,8 -
600 0,56 -
1:4
00
0,56 0,75
200 0,46 -
400 0,75 0,5
600 0,53 0,71
1:5
00
0,7 0,56
200 0,57 -
400 0,93 0,62
600 0,67 0,53
1:6
00
0,84 0,48
200 0,69 0,46
400 0,56 0,75
600 0,8 0,64
1:7
00
0,49 0,56
200 0,8 0,53
400 0,65 0,87
600 0,93 0,75
1:8
00
0,56 0,64
200 0,91 0,61
400 0,75 0,6
600 0,71 0,85
1:9
00
0,63/0,84 0,72
200 0,69 0,68
400 0,56/0,84 0,48
600 0,48/0,6/0,8 0,69
1:10
00
0,56/0,7 0,8
200 0,57 0,76
400 0,93 0,75
600 0,89 0,76
Dari tabel IV.2 dapat dilihat untuk ketebalan lapisan dengan perbandingan 1:2 -1:5,
pada sudut – sudut tertentu nilai transmitansi maksimum dan minimumnya tidak
terlihat, karena pada perbandingan tersebut tidak terbentuk pola gelombang yang
baik sehingga tidak terlihat jelas nilai bagian puncak maupun lembahnya.
Disamping itu, untuk perbandingan yang semakin besar 1:9-1:10, nilai transmitansi
maksimum dan minimumnya memiliki lebih dari satu titik, karena pola gelombang
yang muncul lebih dari satu dan terlihat jelas.
Dapat disimpulkan bahwa semakin besar jarak antar perbandingann lapisan satu
dan lapisan dua maka nilai transmitansi maksimum maupun minimum dapat dilihat
secara jelas. Hal berarti bahwa semakin besar jarak antar perbandingann lapisan
maka bentuk pola gelombang yang muncul semakin baik. Dengan demikian dalam
pengaplikasiannya untuk bahan kristal fotonik dengan indeks bias yang digunakan
ini (tabel IV.2), sebaiknya menggunakan perbandingan ketebalan lapisan yang lebih
0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 10.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
Pergeseran Panjang Gelombang (nm)
Tra
nsm
itansi
PERBANDINGAN 1:2
0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 10.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
Pergeseran Panjang Gelombang (nm)
Tra
nsm
itansi
PERBANDINGAN 1:3
0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 10.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
Pergeseran Panjang Gelombang (nm)
Tra
nsm
itansi
PERBANDINGAN 1:4
0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 10.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
Pergeseran Panjang Gelombang (nm)
Tra
nsm
itansi
PERBANDINGAN 1:5
besar, agar dapat diperoleh nilai transmitansi maksimum dan minimumnya. Selain
itu, pada ketebalan lapisan perbandingan yang lebih besar juga pola gelombang
yang muncul untuk setiap sudut datang yang dipakai terlihat jelas, bila dibandingan
dengan perbandingan yang lebih kecil sehingga nilai transmitansi maksimum dan
minimumnya dengan mudah dapat dilihat.
IV.2 Nilai Transmitansi dengan Sudut datang 00, 20
0, 40
0, 60
0 dengan Variasi
Ketebalan Lapisan.
0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 10.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
Pergeseran Panjang Gelombang (nm)
Tra
nsm
itansi
PERBANDINGAN 1:6
0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 10.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
Pergeseran Panjang Gelombang (nm)
Tra
nsm
itansi
PERBANDINGAN 1:7
0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 10.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
Pergeseran Panjang Gelombang (nm)
Tra
nsm
itansi
PERBANDINGAN 1:8
0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 10.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
Pergeseran Panjang Gelombang (nm)
Tra
nsm
itansi
PERBANDINGAN 1:9
0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 10.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
Pergeseran Panjang Gelombang (nm)
Tra
nsm
itansi
PERBANDINGAN 1:10
0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 10.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
Panjang Gelombang (nm)
Tra
nsm
ita
nsi
PERBANDINGAN 1:6
00
200
400
600
Keterangan:
Gambar IV.2. Grafik hubungan antara panjang gelombang terhadap transmitansi
dengan sudut datang 00, 20
0, 40
0, dan 60
0 dengan perbandingan lapisan d1 dan d2
1:2 - 1:10 dengan memvariasi ketebalan lapisan.
Pada gambar IV.2 pola gelombang yang dimiliki untuk setiap perbandingan
ketebalan adalah sama dengan pola gelombang pada gambar IV.1 sehingga panjang
gelombang yang dimilikipun sama, dapat dilihat kembali pada tabel IV.2, dengan
nilai transmitansi maksimum adalah bernilai 1 dan transmitansi minimum adalah
benilai 0,20. Dengan membandingkan gambar IV.1 dan gambar IV.2 dapat dilihat
bahwa susunan multilayer dengan memvariasikan ketebalan lapisan memiliki nilai
transmitansi minimum yang lebih kecil daripada tanpa variasi ketebalan, yaitu 0,20
< 0,2403 sehingga susunan multilayer dengan memvariasikan ketebalan lapisan
mempunyai kemampuan untuk menghalangi cahaya yang datang jauh lebih besar
daripada susunan multilayer tanpa variasi lapisan. Semakin besar kecil nilai
transmitansi yang muncul PBG yang dihasilkan bahan fotonik tersebut semakin
baik.
Hasil yang diperoleh baik untuk susunan multilayer tanpa memvariasikan ketebalan
lapisan dan dengan memvariasikan ketebalan lapisan, dapat dilihat bahwa nilai
transmitansi yang diperoleh tidak ada yang > 1, ini berarti tidak perlu dilakukan
koreksi.
0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 10
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
Pergeseran Panjang Gelombang (nm)
Re
fle
kta
nsi
PERBANDINGAN 1:4
0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 10
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
Pergeseran Panjang Gelombang (nm)
Re
fle
kta
nsi
PERBANDINGAN 1:5
0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 10
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
Pergeseran Panjang Gelombang (nm)
Reflekta
nsi
PERBANDINGAN 1:6
0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 10
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
Pergeseran Panjang Gelombang (nm)
Reflekta
nsi
PERBANDINGAN 1:7
0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 10
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
Pergeseran Panjang Gelombang (nm)
Re
fle
kta
nsi
PERBANDINGAN 1:8
0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 10
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
Pergeseran Panjang Gelombang (nm)
Reflekta
nsi
PERBANDINGAN 1:9
IV.3 Nilai Reflektansi untuk sudut datang 00, 20
0, 40
0 dan 60
0
0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 10
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
Pergeseran Panjang Gelombang (nm)
Reflekta
nsi
PERBANDINGAN 1:10
0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 10.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
Panjang Gelombang (nm)
Tra
nsm
ita
nsi
PERBANDINGAN 1:6
00
200
400
600
Keterangan :
Gambar IV.3 Grafik Hubungan Nilai Reflektansi terhadap Panjang Gelombang
dengan sudut datang 00, 20
0, 40
0 dan 60
0 dengan perbandingan ketebalan lapisan
1:2 – 1:10.
Nilai reflektansi maksimum dan minimum untuk setiap perbandingan ketebalan
lapisan dengan sudut datang tertentu dapat dilihat pada tabel IV.3 . Dari hasil grafik
untuk setiap perbandingan ketebalan dapat dilihat bahwa bentuk gelombang yang
muncul mengalami pergeseran. Semakin besar perbandingan ketebalan lapisan
semakin jelas bentuk gelombang yang muncul. Secara keseluruhan nilai reflektansi
maksimum untuk semua perbandingan ketebalan lapisan adalah bernilai 0,7597 dan
nilai reflektansi minimum adalah bernilai 7,8x10-3
.
Untuk sudut datang = 00, bentuk gelombang yang muncul semakin jelas ketika
perbandingan ketebalan lapisan besar. Pada sudut 00 semakin besar perbandingan
ketebalan bentuk gelombang yang muncul lebih dari satu, sehingga nilai reflektansi
maksimum dan minimumnya dapat bergeser ke panjang gelombang yang lebih
besar dan lebih kecil.
Untuk sudut datang = 200, semakin besar perbandingan ketebalan lapisan, bentuk
gelombang yang muncul semakin jelas dimana nilai reflektansi mimimumnya
mengalami pergeseran menuju ke panjang gelombang yang lebih besar.
Untuk sudut datang= 400, bentuk gelombang yang muncul seperti pada sudut 0
0,
sehingga pergeserannya tidak menentu, kadang ke panjang gelombang yang lebih
besar tetapi juga bisa ke panjang gelombang yang lebih kecil. Selain itu, lebar
gelombang yang muncul semakin kecil apabila perbandingan ketebalan lapisannya
semakin besar.
Untuk sudut datang =600, bentuk gelombang yang muncul juga sama seperti sudut
00 dimana pergeseran nilai reflektansinya bisa ke panjang gelombang yang lebih
kecil ataupun lebih besar.
Besarnya pergeseran nilai reflektansi maksimum dan minimum pada panjang
gelombang tertentu untuk setiap perbandingan ketebalan lapisan dapat dilihat pada
tabel IV.3 dibawah ini.
Tabel IV.3 Nilai pergeseran panjang gelombang untuk reflektansi maksimum dan
minimum.
Perbandingan
Ketebalan Sudut Datang
Pergeseran Panjang Gelombang (nm)
Nilai Reflektansi
Minimum
Nilai Reflektansi
Maksimum
1:2 00
0,56 -
200 - 0,46
400 - 0,76
600 0,53 -
1:3
00
0,84 0,56
200 - 0,68-0,69
400 0,56 -
600 0,8 0,53
1:4
00
0,56 0,75
200 0,46 -
400 0,75 0,5
600 0,53 0,69
1:5
00
0,7 0,93
200 0,57 -
400 0,93 0,62
600 0,67 0,89
1:6
00
0,84 0,48
200 0,68 0,46
400 0,56 0,75
600 0,8 0,64
1:7
00
0,98 0,78
200 0,8 0,53
400 0,65 0,87
600 0,94 0,75
1:8
00
0,56 0.90
200 0,91 0,61
400 0,5 0,6
600 0,71 0,61
1:9
00
0,84 0,56/0,72
200 0,51 0,69
400 0,56 0,48
600 0,48 0,69
1:10
00
0,7 0,51
200 0,57 0,76
400 0,92 0,75
600 0,89 0,76
Dari tabel diatas dapat dilihat bahwa pada sudut tertentu untuk perbandingan
ketebalan yang lebih kecil, nilai reflektansi maksimum dan reflektansi minimum
tidak terlihat, karena bentuk gelombang yang muncul tidak jelas.
Nilai reflektansi untuk susunan multilayer tanpa menvariasikan ketebalan lapisan
dan dengan menvariasikan ketebalan ketebalan lapisan baik d1 maupun d2 adalah
sama, sehingga pergeseran panjang gelombang dan bentuk gelombang yang muncul
dapat dilihat pada tabel IV.2 dan gambar IV.3
Hasil yang diperoleh baik untuk nilai transmitansi maupun nilai reflektansi bentuk
gelombang yyang muncul tidak menunjukan pola tertentu, karena bentuk
gelombang yang muncul tidak tetap atau bervariasi. Akan tetapi, hasil yang muncul
memperlihatkan bahwa semakin besar perbandingan ketebalan lapisan, bentuk
gelombang yang muncul semakin jelas.
BAB V
PENUTUP
V.1 Kesimpulan
Kesimpulan dari penelitian ini adalah sebagai berikut :
1. Nilai Reflektansi dari susunan multilayer kristal fotonik berdimensi satu
mengalami pergeseran panjang gelombang tanpa pola tertentu. Pada sudut
00 pergeseran terjadi dari 0,56 sampai 0,98 nm, untuk sudut 20
0 bergeser
dari 0,46 sampai 0,91 nm, untuk sudut 400 panjang gelombang bergeser dari
0,56 sampai 0,93 nm dan untuk sudut 600 bergeser dari 0,48 sampai 0,94
nm.
2. Nilai Transmitansi dari susunan multilayer kristal fotonik berdimensi satu
mengalami juga pergeseran panjang gelombang tanpa pola tertentu. Pada
sudut 00 pergeseran terjadi dari 0,49 sampai 0,84 nm, untuk sudut 20
0
bergeser dari 0,46 sampai 0,91 nm, untuk sudut 400 panjang gelombang
bergeser dari 0,56 sampai 0,93 nm dan untuk sudut 600 bergeser dari 0,48
sampai 0,94 nm.
3. Nilai transmitansi dari susunan multilayer kristal fotonik berdimensi satu
mengalami penurunan ketika ketebalan lapisan divariasikan. Perbandingan
ketebalan yang digunakan apabila semakin besar maka bentuk
gelombangnya semakin jelas baik pada reflektansi maupun transmitansi
V.2 Saran
Penelitian ini dapat dikembangkan dengan mengubah perbandingan ketebalan
lapisan dan memvariasikan indeks bias yang digunakan, serta dapat dikembangkan
dengan menggunakan metode numerik lainnya
DAFTAR PUSTAKA
1. R.Srivastava, K.B. Thapa, S.Pati, and S. P. Ojha, ―Omni-Directional
Reflection in One Dimensional Photonic Crystal.‖ Progress in
Electromagnetics Research B, Vol. 7,133-143, 2008.
2. A,Bahtiar., ―Kristal Fotonik Nonlinear untuk Aplikasi All-Optical
Switchingg,” Laporan Akhir Research Grant (Revisi)., Universitas
Padjajaran., 2007.
3. Anonim., Bab II. Tinjauan Pustaka 2009tpn. 2009., Institut Pertanian Bogor.,
Bogor. Diakses pada hari Sabtu, 26 Januari 2013 pukul 11.29 Wita.
4. Anonim., Optika Moderen- S3 Fisika. Diakses pada hari Senin, 17 Juni 2013
pukul 13.36 Wita.
5. Griffiths, David J., “Intoduction to Electrodynamics, Third Edition” .,1999.
6. Wiyanto., ―Elektromagnetika”.,Graha Ilmu .
7. Wibowo, Dicky Ardianto., ―Rancangan Software untuk Desain Kristal
Fotonik Satu Dimensi Berbasis Graphical User Interface”.,Institut Pertanian
Bogor., 2009.
8. Rohaman, Maman., ―Karakteristik Kristal Fotonik Satu Dimensi dengan
Apodisasi Menggunakan Piranti Lunak C++”., Institut Pertanian Bogor.,
2013.
9. Steven, G. Johnson and J. D. Joannopoulusm, MIT, “Introduction to Photonic
Crystals:Bloch’s Theorem, Band Diagrams, and Gaps(But No Defects), 2003.
LAMPIRAN I. Penjabaran Persamaan 2.15
Solusi persamaan gelombang pada persamaan 2.13a dan2.13b adalah :
(2.13a)
(2.13b)
Dengan turunan pertama
masing- masing untuk persamaan 2.13a dan 2.13b
adalah
Berdasarkan solusi persamaan gelombang dan turunan pertamanya, maka :
(1)
(2)
Persamaan (1) dikalikan dengan
+
(
)
(
)
(
)
(
)
(
)
(
)
Pada batas antar lapisan , sehingga
(
)
(
)
(
)
(
)
(3)
Persamaan (3) merupakan baris pertama dari matriks pada persamaan (2.15)
Untuk mendapatkan baris kedua dari matriks pada persamaan (2.15),
persamaan (1) dikalikan dengan
+
(
)
(
)
(
)
(
)
Pada batas antar lapisan , sehingga
(
)
(
)
(
)
(
)
(4)
Persamaan (4) merupakan baris kedua pada matriks pada persamaan (2.15).
Dari persamaan (3) dan (4) dapat ditulis
(
(
)
(
)
(
)
(
)
)
LAMPIRAN II. Nilai Reflektansi dan Transmitansi
II.1 Tabel Nilai Reflektansi dengan sudut datang 00, 20
0, 40
0 dan 60
0 untuk
Perbandingan Ketebalan Lapisan yang Konstan
Ketebalan
Lapisan
Panjang
Gelombang
(nm)
Reflektansi
R1 (00) R2 (20
0) R3 (40
0) R4 (60
0)
1:2 0,4 0,7409228 0,7503563 0,1190545 0,7034153
0,44 0,6436046 0,7590405 0,3979858 0,547219
0,48 0,4414794 0,758686 0,5658353 0,2701243
0,52 0,1533182 0,7530148 0,6544887 0,0201142
0,56 4,74E-32 0,7439424 0,7031757 0,0655434
0,6 0,120241 0,7325666 0,7309177 0,2698954
0,64 0,3164877 0,7195741 0,7467583 0,4414042
0,68 0,4670151 0,7054262 0,7553043 0,5540548
0,72 0,5664182 0,6904519 0,7590851 0,6258272
0,76 0,6311919 0,6748964 0,7595856 0,6724086
0,8 0,6742045 0,6589497 0,7577297 0,7033644
0,84 0,7033814 0,6427624 0,7541216 0,7242734
0,88 0,7234628 0,6264567 0,7491737 0,7384544
0,92 0,7373399 0,6101325 0,7431788 0,7479536
0,96 0,746834 0,5938722 0,7363515 0,7540807
1 0,7531328 0,5777442 0,7288544 0,7577046
1:3 0,4 0,2319053 0,3736476 0,7411454 1,41E-07
0,44 0,2006142 0,5640384 0,6442503 0,4801444
0,48 0,6125365 0,6591736 0,442752 0,7033389
0,52 0,7343393 0,7088444 0,1547703 0,7570289
0,56 0,759718 0,7358295 5,17E-06 0,7503387
0,6 0,7409228 0,7503563 0,1190545 0,7034153
0,64 0,6861138 0,7574214 0,3153182 0,6125992
0,68 0,5893262 0,7596877 0,4661674 0,467115
0,72 0,4414794 0,758686 0,5658353 0,2701243
0,76 0,2500067 0,7553551 0,6307875 0,0789956
0,8 0,0718174 0,7503029 0,6739184 3,53E-08
0,84 3,27E-31 0,7439424 0,7031757 0,0655434
0,88 0,0601831 0,7365663 0,7233139 0,2005093
0,92 0,1870888 0,7283892 0,7372326 0,3340595
0,96 0,3164877 0,7195741 0,7467583 0,4414042
1 0,4232342 0,7102482 0,7530819 0,5220143
1:4 0,4 0,5220724 0,3724332 0,3410085 0,7033135
0,44 0,755963 0,0445583 0,6765279 0,7491477
0,48 0,7033814 0,0661103 0,7539536 0,5665556
0,52 0,4057669 0,3034575 0,7523244 0,0754226
0,56 1,90E-31 0,4851853 0,7037912 0,2152793
0,6 0,3434303 0,594197 0,6048595 0,5663082
0,64 0,6125365 0,6591736 0,442752 0,7033389
0,68 0,7170014 0,6991426 0,2266901 0,7510488
0,72 0,7540845 0,7243569 0,0417652 0,7591026
0,76 0,7584667 0,740376 0,0090797 0,7422876
0,8 0,7409228 0,7503563 0,1190545 0,7034153
0,84 0,7033814 0,7561838 0,2687655 0,6400136
0,88 0,6436046 0,7590405 0,3979858 0,547219
0,92 0,5573747 0,7596995 0,4952536 0,4217233
0,96 0,4414794 0,758686 0,5658353 0,2701243
1 0,2999505 0,7563688 0,6170017 0,1203532
1:5 0,4 0,759718 0,7502493 0,7040973 0,7034662
0,44 0,4802937 0,6726332 0,3068463 0,0279566
0,48 0,1747806 0,5002838 0,0848093 0,5662464
0,52 0,6816786 0,2273663 0,5314164 0,7521647
0,56 0,759718 0,0125627 0,7028663 0,7326419
0,6 0,7033814 0,0661103 0,7539536 0,5665556
0,64 0,4939037 0,2570585 0,7566569 0,1750175
0,68 0,0964567 0,4227626 0,7286573 0,0454263
0,72 0,0870408 0,535797 0,6709781 0,3888842
0,76 0,4173256 0,6099393 0,5778217 0,6057936
0,8 0,6125365 0,6591736 0,442752 0,7033389
0,84 0,7033814 0,6925696 0,2715355 0,7455192
0,88 0,7442989 0,7156147 0,1030116 0,7593012
0,92 0,7588649 0,7316533 0,0068805 0,7550409
0,96 0,7565672 0,7427813 0,0228071 0,736302
1 0,7409228 0,7503563 0,1190545 0,7034153
1:6 0,4 0,5220724 0,6593972 0,519603 5,65E-07
0,44 0,4802937 0,7535423 0,7557883 0,7233926
0,48 0,759718 0,7502493 0,7040973 0,7034662
0,52 0,5816483 0,6913347 0,408292 0,1536607
0,56 4,27E-31 0,5701125 2,07E-05 0,3728342
0,6 0,5220724 0,3724332 0,3410085 0,7033135
0,64 0,729638 0,1346785 0,6114712 0,759718
0,68 0,7581538 0,0020948 0,7165744 0,7170516
0,72 0,7033814 0,0661103 0,7539536 0,5665556
0,76 0,5439627 0,2247524 0,7585232 0,2502497
0,8 0,2319053 0,3736476 0,7411454 1,41E-07
0,84 1,31E-30 0,4851853 0,7037912 0,2152793
0,88 0,2006142 0,5640384 0,6442503 0,4801444
0,92 0,4605026 0,6195731 0,5583172 0,6280028
0,96 0,6125365 0,6591736 0,442752 0,7033389
1 0,6926857 0,6878378 0,3014688 0,7409017
1:7 0,4 0,2319053 4,94E-06 0,6375849 0,7032625
0,44 0,755963 0,4811754 0,0256649 0,60113
0,48 0,1747806 0,703632 0,6484517 0,2695521
0,52 0,5816483 0,7570789 0,7593725 0,7446634
0,56 0,759718 0,7502493 0,7040973 0,7034662
0,6 0,635852 0,7031804 0,4725177 0,2703531
0,64 0,1074122 0,6121653 0,0530528 0,1744489
0,68 0,2920844 0,4664235 0,1557243 0,6195774
0,72 0,6497872 0,2692448 0,4866527 0,7436703
0,76 0,7481894 0,0783264 0,652432 0,7562373
0,8 0,7551661 1,24E-06 0,7248054 0,7034407
0,84 0,7033814 0,0661103 0,7539536 0,5665556
0,88 0,5755346 0,2012349 0,7593364 0,3042194
0,92 0,3341537 0,3347103 0,748134 0,0255958
0,96 0,0511141 0,441924 0,7223205 0,0868557
1 0,0473165 0,5224156 0,681213 0,3432305
1:8 0,4 0,7409228 0,6585007 0,6338492 0,703517
0,44 0,2006142 0,1552584 0,7390388 0,3985195
0,48 0,7033814 0,216805 0,2743013 0,7541152
0,52 0,6816786 0,6004043 0,3231458 0,2412069
0,56 7,59E-31 0,7257349 0,7025559 0,5005346
0,6 0,635852 0,7587202 0,7595342 0,7540599
0,64 0,759718 0,7502493 0,7040973 0,7034662
0,68 0,668162 0,7112727 0,5154701 0,3561387
0,72 0,2699971 0,639636 0,1467131 0,0406617
0,76 0,0788987 0,527988 0,0352567 0,5063414
0,8 0,5220724 0,3724332 0,3410085 0,7033135
0,84 0,7033814 0,191399 0,5650838 0,7568497
0,88 0,755963 0,0445583 0,6765279 0,7491477
0,92 0,7519163 0,0012799 0,7302254 0,6917636
0,96 0,7033814 0,0661103 0,7539536 0,5665556
1 0,597038 0,1834763 0,7596519 0,3436586
1:9 0,4 0,6742045 0,7504627 0,5257398 1,27E-06
0,44 0,6436046 0,7062569 0,4764812 0,7559935
0,48 0,6125365 0,3718251 0,7597144 8,82E-07
0,52 0,4057669 0,0153528 0,5839069 0,7342671
0,56 0,759718 0,4332587 4,65E-05 0,6591759
0,6 0,5220724 0,6593972 0,519603 5,65E-07
0,64 0,1074122 0,7381414 0,7290865 0,6123484
0,68 0,668162 0,7594451 0,7582593 0,7581411
0,72 0,759718 0,7502493 0,7040973 0,7034662
0,76 0,6890474 0,7171112 0,545759 0,4176253
0,8 0,3945505 0,6587254 0,2348496 3,18E-07
0,84 6,28E-30 0,5701125 2,07E-05 0,3728342
0,88 0,3530132 0,4466337 0,1979485 0,64349
0,92 0,628083 0,2925637 0,4585899 0,7373019
0,96 0,729638 0,1346785 0,6114712 0,759718
1 0,7589961 0,024432 0,6921035 0,7409545
1:10 0,4 2,32E-30 0,3748598 0,7019316 0,7032115
0,44 0,7234628 0,7421211 0,603616 0,1023307
0,48 0,4414794 0,7323739 0,264603 0,754046
0,52 0,7343393 0,5163339 0,7441948 0,3275071
0,56 1,19E-30 0,0482401 0,7044023 0,5936879
0,6 0,7033814 0,216805 0,2743013 0,7541152
0,64 0,729638 0,5520815 0,1707714 0,4418552
0,68 0,2920844 0,6923985 0,6180984 0,1578856
0,72 0,2699971 0,7456428 0,7433207 0,6703051
0,76 0,6890474 0,7596964 0,7563827 0,7595756
0,8 0,759718 0,7502493 0,7040973 0,7034662
0,84 0,7033814 0,721501 0,5680763 0,462543
0,88 0,4802937 0,6726332 0,3068463 0,0279566
0,92 0,0553772 0,6002155 0,026908 0,2365604
0,96 0,1747806 0,5002838 0,0848093 0,5662464
1 0,5220724 0,3724332 0,3410085 0,7033135
II.2 Tabel Nilai Transmitansi dengan sudut datang 00, 20
0, 40
0 dan 60
0 untuk
Perbandingan Ketebalan Lapisan yang konstan
Ketebalan
Lapisan
Panjang
Gelombang
(nm)
Transmitansi
T1 (00) T2 (20
0) T3 (40
0) T4 (60
0)
1:2 0,4 0,259077169 0,249643692 0,880945473 0,296584695
0,44 0,356395422 0,240959546 0,602014162 0,452780995
0,48 0,558520631 0,241313971 0,434164736 0,729875749
0,52 0,846681815 0,246985177 0,34551127 0,979885803
0,56 1 0,256057566 0,296824273 0,934456571
0,6 0,879758965 0,267433361 0,269082311 0,730104595
0,64 0,683512298 0,280425921 0,253241694 0,558595839
0,68 0,532984902 0,294573775 0,24469569 0,445945183
0,72 0,433581787 0,30954813 0,240914951 0,374172829
0,76 0,368808122 0,325103587 0,240414422 0,327591403
0,8 0,325795546 0,341050328 0,242270267 0,296635595
0,84 0,296618625 0,357237577 0,245878395 0,275726625
0,88 0,276537202 0,373543312 0,250826276 0,261545583
0,92 0,262660138 0,389867549 0,256821231 0,252046425
0,96 0,253165983 0,406127788 0,263648473 0,245919343
1 0,246867188 0,422255765 0,271145558 0,242295408
1:3 0,4 0,768094697 0,626352356 0,258854564 0,999999859
0,44 0,799385794 0,435961613 0,355749708 0,519855583
0,48 0,387463493 0,340826394 0,55724797 0,296661056
0,52 0,265660684 0,291155568 0,845229751 0,2429711
0,56 0,240281997 0,264170553 0,999994829 0,249661306
0,6 0,259077169 0,249643692 0,880945473 0,296584695
0,64 0,313886192 0,24257857 0,68468184 0,387400817
0,68 0,41067385 0,240312306 0,533832612 0,53288498
0,72 0,558520631 0,241313971 0,434164736 0,729875749
0,76 0,749993266 0,244644921 0,369212486 0,921004438
0,8 0,928182629 0,24969713 0,326081619 0,999999965
0,84 1 0,256057566 0,296824273 0,934456571
0,88 0,939816868 0,263433748 0,276686105 0,799490705
0,92 0,812911201 0,27161085 0,262767449 0,665940455
0,96 0,683512298 0,280425921 0,253241694 0,558595839
1 0,576765799 0,289751822 0,246918093 0,477985697
1:4 0,4 0,477927639 0,627566812 0,658991497 0,296686524
0,44 0,244036984 0,955441676 0,32347209 0,250852348
0,48 0,296618625 0,933889715 0,246046386 0,433444395
0,52 0,594233065 0,696542544 0,247675619 0,924577358
0,56 1 0,514814691 0,296208788 0,784720689
0,6 0,656569694 0,405803004 0,395140496 0,433691756
0,64 0,387463493 0,340826394 0,55724797 0,296661056
0,68 0,282998602 0,300857395 0,773309915 0,248951208
0,72 0,245915504 0,275643064 0,958234828 0,240897414
0,76 0,241533329 0,259623963 0,990920344 0,257712408
0,8 0,259077169 0,249643692 0,880945473 0,296584695
0,84 0,296618625 0,243816235 0,731234515 0,359986402
0,88 0,356395422 0,240959546 0,602014162 0,452780995
0,92 0,442625337 0,240300498 0,504746405 0,57827668
0,96 0,558520631 0,241313971 0,434164736 0,729875749
1 0,700049542 0,243631156 0,382998354 0,879646783
1:5 0,4 0,240281997 0,24975073 0,295902683 0,296533825
0,44 0,519706336 0,327366849 0,693153657 0,972043449
0,48 0,82521945 0,499716248 0,915190716 0,433753634
0,52 0,318321399 0,772633707 0,468583592 0,247835337
0,56 0,240281997 0,987437344 0,297133659 0,267358071
0,6 0,296618625 0,933889715 0,246046386 0,433444395
0,64 0,506096298 0,742941536 0,243343059 0,824982472
0,68 0,903543266 0,577237384 0,271342731 0,954573706
0,72 0,912959174 0,46420304 0,329021912 0,611115772
0,76 0,5826744 0,390060721 0,42217828 0,394206402
0,8 0,387463493 0,340826394 0,55724797 0,296661056
0,84 0,296618625 0,30743044 0,728464492 0,254480813
0,88 0,2557011 0,284385287 0,896988371 0,240698794
0,92 0,24113514 0,26834673 0,993119462 0,244959095
0,96 0,243432842 0,257218728 0,977192912 0,263697977
1 0,259077169 0,249643692 0,880945473 0,296584695
1:6 0,4 0,477927639 0,340602818 0,48039704 0,999999435
0,44 0,519706336 0,246457668 0,244211721 0,276607445
0,48 0,240281997 0,24975073 0,295902683 0,296533825
0,52 0,418351703 0,308665309 0,591708032 0,846339327
0,56 1 0,429887456 0,999979314 0,627165851
0,6 0,477927639 0,627566812 0,658991497 0,296686524
0,64 0,270361963 0,865321553 0,388528775 0,24028201
0,68 0,241846215 0,997905202 0,283425582 0,282948386
0,72 0,296618625 0,933889715 0,246046386 0,433444395
0,76 0,456037282 0,775247596 0,241476768 0,749750312
0,8 0,768094697 0,626352356 0,258854564 0,999999859
0,84 1 0,514814691 0,296208788 0,784720689
0,88 0,799385794 0,435961613 0,355749708 0,519855583
0,92 0,539497452 0,380426917 0,441682773 0,37199719
0,96 0,387463493 0,340826394 0,55724797 0,296661056
1 0,307314281 0,312162202 0,698531194 0,259098261
1:7 0,4 0,768094697 0,99999506 0,362415074 0,296737484
0,44 0,244036984 0,51882462 0,97433513 0,398870051
0,48 0,82521945 0,296368031 0,351548265 0,730447918
0,52 0,418351703 0,24292106 0,240627549 0,255336653
0,56 0,240281997 0,24975073 0,295902683 0,296533825
0,6 0,364148006 0,296819622 0,527482318 0,72964693
0,64 0,892587807 0,387834694 0,946947249 0,825551145
0,68 0,70791561 0,533576542 0,844275669 0,380422643
0,72 0,35021281 0,730755169 0,513347314 0,256329734
0,76 0,251810639 0,921673635 0,347567955 0,243762746
0,8 0,244833856 0,999998765 0,275194644 0,296559256
0,84 0,296618625 0,933889715 0,246046386 0,433444395
0,88 0,424465432 0,798765072 0,240663599 0,695780577
0,92 0,665846333 0,665289725 0,251866044 0,974404252
0,96 0,948885923 0,558075965 0,277679528 0,913144269
1 0,952683531 0,477584397 0,318786975 0,656769476
1:08 0,4 0,259077169 0,341499271 0,366150792 0,296482985
0,44 0,799385794 0,844741643 0,260961213 0,601480488
0,48 0,296618625 0,783195021 0,725698726 0,24588484
0,52 0,318321399 0,39959569 0,676854179 0,75879308
0,56 1 0,274265117 0,297444146 0,49946543
0,6 0,364148006 0,241279823 0,240465787 0,245940097
0,64 0,240281997 0,24975073 0,295902683 0,296533825
0,68 0,331837968 0,288727326 0,484529899 0,64386131
0,72 0,730002882 0,360364043 0,853286889 0,95933835
0,76 0,921101326 0,472012011 0,964743272 0,493658593
0,8 0,477927639 0,627566812 0,658991497 0,296686524
0,84 0,296618625 0,80860099 0,434916243 0,243150351
0,88 0,244036984 0,955441676 0,32347209 0,250852348
0,92 0,248083743 0,998720082 0,269774557 0,30823644
0,96 0,296618625 0,933889715 0,246046386 0,433444395
1 0,40296201 0,816523678 0,240348144 0,656341433
1:9 0,4 0,325795546 0,249537301 0,474260245 0,99999873
0,44 0,356395422 0,293743148 0,52351884 0,244006477
0,48 0,387463493 0,628174895 0,240285655 0,999999118
0,52 0,594233065 0,984647172 0,416093064 0,265732896
0,56 0,240281997 0,566741261 0,999953459 0,340824122
0,6 0,477927639 0,340602818 0,48039704 0,999999435
0,64 0,892587807 0,261858645 0,270913553 0,387651643
0,68 0,331837968 0,240554927 0,241740708 0,241858912
0,72 0,240281997 0,24975073 0,295902683 0,296533825
0,76 0,31095263 0,282888844 0,454241026 0,582374668
0,8 0,605449477 0,34127462 0,765150451 0,999999682
0,84 1 0,429887456 0,999979314 0,627165851
0,88 0,646986782 0,553366311 0,802051507 0,356510002
0,92 0,371917002 0,707436351 0,541410125 0,262698097
0,96 0,270361963 0,865321553 0,388528775 0,24028201
1 0,241003877 0,975567999 0,307896483 0,259045554
1:10 0,4 1 0,625140187 0,29806843 0,296788473
0,44 0,276537202 0,25787886 0,396383998 0,897669348
0,48 0,558520631 0,267626123 0,735397052 0,245953956
0,52 0,265660684 0,483666091 0,255805173 0,672492892
0,56 1 0,951759895 0,295597668 0,406312105
0,6 0,296618625 0,783195021 0,725698726 0,24588484
0,64 0,270361963 0,447918536 0,829228631 0,558144779
0,68 0,70791561 0,307601508 0,381901565 0,84211436
0,72 0,730002882 0,254357212 0,256679347 0,329694948
0,76 0,31095263 0,24030357 0,243617289 0,240424432
0,8 0,240281997 0,24975073 0,295902683 0,296533825
0,84 0,296618625 0,278499052 0,431923704 0,537456978
0,88 0,519706336 0,327366849 0,693153657 0,972043449
0,92 0,944622786 0,399784535 0,973091959 0,763439617
0,96 0,82521945 0,499716248 0,915190716 0,433753634
1 0,477927639 0,627566812 0,658991497 0,296686524
II.3 Tabel Nilai Transmitansi dengan sudut datang 00, 20
0, 40
0 dan 60
0 untuk
Perbandingan Ketebalan Lapisan dengan Variasi
Ketebalan
Lapisan
Panjang
Gelombang
(nm)
Transmitansi
T1 (00) T2 (20
0) T3 (40
0) T4 (60
0)
1:2 0,4 0,219806924 0,211395379 0,856361487 0,253574903
0,44 0,30851627 0,203680584 0,549300092 0,400000768
0,48 0,504784579 0,203994912 0,382039552 0,685242632
0,52 0,816496397 0,209030711 0,298416352 0,975156184
0,56 1 0,217110905 0,253792273 0,919917808
0,6 0,854970308 0,227285051 0,228763757 0,685492998
0,64 0,635048962 0,238963363 0,214599783 0,504860826
0,68 0,479039827 0,251751231 0,206996338 0,393388958
0,72 0,381479407 0,265367631 0,203641037 0,325111824
0,76 0,320090756 0,27960199 0,203197219 0,281887043
0,8 0,280237317 0,29429005 0,204843247 0,253621083
0,84 0,253605686 0,309299658 0,208047019 0,234732228
0,88 0,235461469 0,324522046 0,212448076 0,222013296
0,92 0,223010263 0,339866236 0,21779242 0,213534746
0,96 0,214532305 0,355255315 0,223894707 0,208083405
1 0,208925823 0,370623848 0,230615394 0,204865554
1:3 0,4 0,727418151 0,574583928 0,219608061 0,999999825
0,44 0,762500676 0,383767014 0,3079158 0,465913642
0,48 0,337599902 0,294083116 0,503494719 0,253644183
0,52 0,225696506 0,248654779 0,814820975 0,205465171
0,56 0,203079814 0,224362052 0,999993582 0,211411055
0,6 0,219806924 0,211395379 0,856361487 0,253574903
0,64 0,269328056 0,205116816 0,6363023 0,337540847
0,68 0,359576717 0,203106684 0,479889902 0,478939647
0,72 0,504784579 0,203994912 0,382039552 0,685242632
0,76 0,707351402 0,206951248 0,320468826 0,903788964
0,8 0,912382676 0,211442937 0,280500029 0,999999956
0,84 1 0,217110905 0,253792273 0,919917808
0,88 0,926373436 0,223702523 0,235595458 0,762619148
0,92 0,777821707 0,231033182 0,223106277 0,616296873
0,96 0,635048962 0,238963363 0,214599783 0,504860826
1 0,523355299 0,247384429 0,208971075 0,424546827
1:4 0,4 0,424489982 0,575852703 0,608921691 0,253667291
0,44 0,206411383 0,945285248 0,278104744 0,21247129
0,48 0,253605686 0,919236081 0,208196298 0,381347409
0,52 0,541273693 0,649050021 0,209644592 0,908062803
0,56 1 0,460893721 0,253233884 0,74599599
0,6 0,606356706 0,354946899 0,344845141 0,381585063
0,64 0,337599902 0,294083116 0,503494719 0,253644183
0,68 0,241283207 0,257454773 0,733230418 0,210779189
0,72 0,208079993 0,234657066 0,948680863 0,203625486
0,76 0,204189476 0,22029548 0,988755594 0,218588
0,8 0,219806924 0,211395379 0,856361487 0,253574903
0,84 0,253605686 0,206215384 0,686729547 0,311858585
0,88 0,30851627 0,203680584 0,549300092 0,400000768
0,92 0,390184832 0,203096216 0,450899954 0,524899789
0,96 0,504784579 0,203994912 0,382039552 0,685242632
1 0,65283232 0,20605107 0,333396628 0,854838814
1:5 0,4 0,203079814 0,211490639 0,252956228 0,253528751
0,44 0,465764858 0,281680694 0,645400764 0,965534652
0,48 0,791847329 0,445923247 0,896850159 0,381644517
0,52 0,273384526 0,732476014 0,415359488 0,209786623
0,56 0,203079814 0,984455214 0,254073013 0,227217558
0,6 0,253605686 0,919236081 0,208196298 0,381347409
0,64 0,452237338 0,699578694 0,205795321 0,79157653
0,68 0,883005868 0,523837265 0,230792427 0,944230984
0,72 0,894191824 0,411091597 0,28320203 0,558723578
0,76 0,529401153 0,340048442 0,370549762 0,343962331
0,8 0,337599902 0,294083116 0,503494719 0,253644183
0,84 0,253605686 0,263436869 0,683699245 0,215704441
0,88 0,216792858 0,24253463 0,875248016 0,20344936
0,92 0,203836307 0,228103997 0,99147451 0,207230295
0,96 0,20587502 0,218147242 0,971848283 0,223939016
1 0,219806924 0,211395379 0,856361487 0,253574903
1:6 0,4 0,424489982 0,293876533 0,426909055 0,999999299
0,44 0,465764858 0,208561813 0,20656654 0,235524676
0,48 0,203079814 0,211490639 0,252956228 0,253528751
0,52 0,366894007 0,264562531 0,538674949 0,816101125
0,56 1 0,377932803 0,999974327 0,575433733
0,6 0,424489982 0,575852703 0,608921691 0,253667291
0,64 0,229911981 0,838104231 0,338603875 0,203079825
0,68 0,204467028 0,997401399 0,241668462 0,241237903
0,72 0,253605686 0,919236081 0,208196298 0,381347409
0,76 0,403157125 0,735393463 0,204139307 0,707083194
0,8 0,727418151 0,574583928 0,219608061 0,999999825
0,84 1 0,460893721 0,253233884 0,74599599
0,88 0,762500676 0,383767014 0,3079158 0,465913642
0,92 0,485578578 0,330979571 0,389275947 0,323074187
0,96 0,337599902 0,294083116 0,503494719 0,253644183
1 0,263331012 0,267753292 0,651194049 0,219825768
1:7 0,4 0,727418151 0,999993868 0,314121922 0,253713527
0,44 0,206411383 0,464886079 0,968342502 0,348373396
0,48 0,791847329 0,253378341 0,304012702 0,685868653
0,52 0,366894007 0,205420759 0,203386187 0,216467738
0,56 0,203079814 0,211490639 0,252956228 0,253528751
0,6 0,315738289 0,253788054 0,473529474 0,684992324
0,64 0,870053267 0,337949688 0,934986388 0,792226411
0,68 0,661337611 0,479633085 0,813720751 0,330975555
0,72 0,302773509 0,686204889 0,459434501 0,21735377
0,76 0,213324712 0,904588891 0,300321337 0,206167895
0,8 0,207119055 0,999998467 0,23425376 0,253551823
0,84 0,253605686 0,919236081 0,208196298 0,381347409
0,88 0,372737642 0,761799835 0,203418152 0,648229027
0,92 0,616196825 0,615605259 0,213374064 0,96842724
0,96 0,937333215 0,504333822 0,236489584 0,894412212
1 0,941936629 0,424153938 0,273810777 0,606568196
1:8 0,4 0,219806924 0,294704968 0,317607816 0,253482627
0,44 0,762500676 0,81425804 0,22149076 0,548748716
0,48 0,253605686 0,744285314 0,680677387 0,208052746
0,52 0,273384526 0,349060513 0,627926291 0,717085957
0,56 1 0,233417984 0,254354787 0,445675376
0,6 0,315738289 0,203964625 0,203242761 0,208101847
0,64 0,203079814 0,211490639 0,252956228 0,253528751
0,68 0,285792958 0,246457752 0,430963415 0,592942203
0,72 0,685381717 0,312210367 0,824131768 0,950023654
0,76 0,903904763 0,418705314 0,956610727 0,439944241
0,8 0,424489982 0,575852703 0,608921691 0,253667291
0,84 0,253605686 0,772928905 0,382761867 0,205624267
0,88 0,206411383 0,945285248 0,278104744 0,21247129
0,92 0,210007541 0,998411947 0,22938483 0,264171524
0,96 0,253605686 0,919236081 0,208196298 0,381347409
1 0,352250878 0,781929968 0,203138457 0,606115093
1:9 0,4 0,280237317 0,211300698 0,420902051 0,999998423
0,44 0,30851627 0,250998389 0,469568526 0,206384295
0,48 0,337599902 0,57648824 0,203083056 0,999998905
0,52 0,541273693 0,981015442 0,364738971 0,225761196
0,56 0,203079814 0,513133579 0,999942237 0,294081017
0,6 0,424489982 0,293876533 0,426909055 0,999999299
0,64 0,870053267 0,222293283 0,230407106 0,337777191
0,68 0,285792958 0,203321795 0,204373432 0,204478292
0,72 0,203079814 0,211490639 0,252956228 0,253528751
0,76 0,266649089 0,241184186 0,401415452 0,529094081
0,8 0,552852459 0,294497333 0,724142951 0,999999606
0,84 1 0,377932803 0,999974327 0,575433733
0,88 0,596234311 0,499565013 0,765512741 0,308622838
0,92 0,32299912 0,660818543 0,487502459 0,223044225
0,96 0,229911981 0,838104231 0,338603875 0,203079825
1 0,203719897 0,969854333 0,26386163 0,21977868
1:10 0,4 1 0,573318221 0,254921449 0,253759791
0,44 0,235461469 0,218736629 0,34602091 0,876052852
0,48 0,504784579 0,22745786 0,691290364 0,208114162
0,49 0,29423089 0,254598052 0,448935258 0,208468113
0,5 0,219806924 0,294704968 0,317607816 0,253482627
0,54 0,457677731 0,667409772 0,20589344 0,873390933
0,55 0,762500676 0,81425804 0,22149076 0,548748716
0,56 1 0,940816242 0,252679594 0,355430362
0,6 0,253605686 0,744285314 0,680677387 0,208052746
0,64 0,229911981 0,395295672 0,796433176 0,504403574
0,68 0,661337611 0,263592774 0,332365367 0,811230185
0,72 0,685381717 0,215594227 0,217665783 0,283820985
0,76 0,266649089 0,203098939 0,20603876 0,203206094
0,8 0,203079814 0,211490639 0,252956228 0,253528751
0,84 0,253605686 0,237227468 0,379886939 0,483527907
0,88 0,465764858 0,281680694 0,645400764 0,965534652
0,92 0,932175405 0,349239369 0,966818942 0,722241828
0,96 0,791847329 0,445923247 0,896850159 0,381644517
1 0,424489982 0,575852703 0,608921691 0,253667291
Lampiran III. Kode Program Simulasi
clear all
%INISIALISASI PARAMETER
d1=1; %Lapisan pertama
d2=10; %Lapisan Kedua
n1=1.1; %Indeks bias pertama
n2=4.2; %Indeks bias kedua
c=3e8; %Kecepatan cahaya
lo=1*10^-9;
la=1*10^-7;
g=100;
N=4;
teta1=0;
teta2=20;
teta3=40;
teta4=60;
teta5=80;
A=[1;0];
III.1 Program Simulasi untuk Nilai Transmitansi dengan Perbandingan
Ketebalan Lapisan yang Konstan
lambda1=linspace(lo,la,g)
for n=1:length(lambda1)
lambda=lambda1(1,n)
w=(2*pi)/lambda
k1=(w/c)*n1*cos(teta1)
k2=(w/c)*n2*cos(teta1)
M(1,1)=exp(i*k1*d1)*(cos(k2*d2)+0.5*i*((k1/k2)+(k2/k1))*sin(k2*
d2))
M(1,2)=exp(-i*k1*d1)*(0.5*i*((k1/k2)-(k2/k1))*sin(k2*d2))
M(2,2)=M(1,1)
M(2,1)=M(1,2)
B(1,1)=(M(1,1)*A(1,1))+(M(1,2)*A(2,1))
B(2,1)=(M(2,1)*A(1,1))+(M(2,2)*A(2,1))
A(1,n+1)=B(1,1);
A(2,n+1)=B(2,1);
T1(1,n)=lambda1(1,n)
T1(2,n)=1/(A(1,n+1)*conj(A(1,1+n)))
detM(1,n)=det(M);
end
Tmax=max(T1(1,:))
T1(1,:)=T1(1,:)/Tmax;
for n=1:length(lambda1)
lambda=lambda1(1,n)
w=(2*pi)/lambda
k1=(w/c)*n1*cos(teta2)
k2=(w/c)*n2*cos(teta2)
M(1,1)=exp(i*k1*d1)*(cos(k2*d2)+0.5*i*((k1/k2)+(k2/k1))*sin(k2*
d2))
M(1,2)=exp(-i*k1*d1)*(0.5*i*((k1/k2)-(k2/k1))*sin(k2*d2))
M(2,2)=M(1,1)
M(2,1)=M(1,2)
B(1,1)=(M(1,1)*A(1,1))+(M(1,2)*A(2,1))
B(2,1)=(M(2,1)*A(1,1))+(M(2,2)*A(2,1))
A(1,n+1)=B(1,1);
A(2,n+1)=B(2,1);
T2(1,n)=lambda1(1,n)
T2(2,n)=1/(A(1,n+1)*conj(A(1,1+n)))
detM(1,n)=det(M);
end
Tmax2=max(T2(1,:))
T2(1,:)=T2(1,:)/Tmax2;
for n=1:length(lambda1)
lambda=lambda1(1,n)
w=(2*pi)/lambda
k1=(w/c)*n1*cos(teta3)
k2=(w/c)*n2*cos(teta3)
M(1,1)=exp(i*k1*d1)*(cos(k2*d2)+0.5*i*((k1/k2)+(k2/k1))*sin(k2*
d2))
M(1,2)=exp(-i*k1*d1)*(0.5*i*((k1/k2)-(k2/k1))*sin(k2*d2))
M(2,2)=M(1,1)
M(2,1)=M(1,2)
B(1,1)=(M(1,1)*A(1,1))+(M(1,2)*A(2,1))
B(2,1)=(M(2,1)*A(1,1))+(M(2,2)*A(2,1))
A(1,n+1)=B(1,1);
A(2,n+1)=B(2,1);
T3(1,n)=lambda1(1,n)
T3(2,n)=1/(A(1,n+1)*conj(A(1,1+n)))
detM(1,n)=det(M);
end
Tmax3=max(T3(1,:))
T3(1,:)=T3(1,:)/Tmax3;
for n=1:length(lambda1)
lambda=lambda1(1,n)
w=(2*pi)/lambda
k1=(w/c)*n1*cos(teta4)
k2=(w/c)*n2*cos(teta4)
M(1,1)=exp(i*k1*d1)*(cos(k2*d2)+0.5*i*((k1/k2)+(k2/k1))*sin(k2*
d2))
M(1,2)=exp(-i*k1*d1)*(0.5*i*((k1/k2)-(k2/k1))*sin(k2*d2))
M(2,2)=M(1,1)
M(2,1)=M(1,2)
B(1,1)=(M(1,1)*A(1,1))+(M(1,2)*A(2,1))
B(2,1)=(M(2,1)*A(1,1))+(M(2,2)*A(2,1))
A(1,n+1)=B(1,1);
A(2,n+1)=B(2,1);
T4(1,n)=lambda1(1,n)
T4(2,n)=1/(A(1,n+1)*conj(A(1,1+n)))
detM(1,n)=det(M);
end
Tmax4=max(T4(1,:))
T4(1,:)=T4(1,:)/Tmax4
Plot
(T1(1,:),T1(2,:),T2(1,:),T2(2,:),T3(1,:),T3(2,:),T4(1,:),T4(2,:))
xlabel('Panjang Gelombang (nm)')
ylabel('Transmitansi')
III.2 Program Simulasi untuk Nilai Transmitansi dengan Perbandingan
Ketebalan Lapisan dengan Variasi Ketebalan
lambda1=linspace(lo,la,g)
d=linspace(d1,d2,s)
for n=1:length(lambda1)
lambda=lambda1(1,n)
w=(2*pi)/lambda
k1=(w/c)*n1*cos(teta1)
k2=(w/c)*n2*cos(teta1)
for q=1:length(d)
da=d(1,q)
M(1,1)=exp(i*k1*d1)*(cos(k2*da)+0.5*i*((k1/k2)+(k2/k1))*sin
(k2*da))
M(1,2)=exp(-i*k1*d1)*(0.5*i*((k1/k2)-(k2/k1))*sin(k2*da))
M(2,2)=M(1,1)
M(2,1)=M(1,2)
B(1,1)=(M(1,1)*A(1,1))+(M(1,2)*A(2,1))
B(2,1)=(M(2,1)*A(1,1))+(M(2,2)*A(2,1))
A(n*2-1,q+1)=B(1,1);
A(n*2,q+1)=B(2,1);
end
T1(1,n)=lambda1(1,n)
T1(2,n)=1/(A(n*2-1,q+1)*conj(A(n*2-1,1+q)))
detM(1,n)=det(M);
end
Tmax=max(T1(1,:))
T1(1,:)=T1(1,:)/Tmax;
for n=1:length(lambda1)
lambda=lambda1(1,n)
w=(2*pi)/lambda
k1=(w/c)*n1*cos(teta2)
k2=(w/c)*n2*cos(teta2)
for q=1:length(d)
da=d(1,q)
M(1,1)=exp(i*k1*d1)*(cos(k2*da)+0.5*i*((k1/k2)+(k2/k1))*sin(
k2*da))
M(1,2)=exp(-i*k1*d1)*(0.5*i*((k1/k2)-(k2/k1))*sin(k2*da))
M(2,2)=M(1,1)
M(2,1)=M(1,2)
B(1,1)=(M(1,1)*A(1,1))+(M(1,2)*A(2,1))
B(2,1)=(M(2,1)*A(1,1))+(M(2,2)*A(2,1))
A(n*2-1,q+1)=B(1,1);
A(n*2,q+1)=B(2,1);
end
T2(1,n)=lambda1(1,n)
T2(2,n)=1/(A(n*2-1,q+1)*conj(A(n*2-1,1+q)))
detM(1,n)=det(M);
end
Tmax2=max(T2(1,:))
T2(1,:)=T2(1,:)/Tmax2;
for n=1:length(lambda1)
lambda=lambda1(1,n)
w=(2*pi)/lambda
k1=(w/c)*n1*cos(teta3)
k2=(w/c)*n2*cos(teta3)
for q=1:length(d)
da=d(1,q)
M(1,1)=exp(i*k1*d1)*(cos(k2*da)+0.5*i*((k1/k2)+(k2/k1))*sin
(k2*da))
M(1,2)=exp(-i*k1*d1)*(0.5*i*((k1/k2)-(k2/k1))*sin(k2*da))
M(2,2)=M(1,1)
M(2,1)=M(1,2)
B(1,1)=(M(1,1)*A(1,1))+(M(1,2)*A(2,1))
B(2,1)=(M(2,1)*A(1,1))+(M(2,2)*A(2,1))
A(n*2-1,q+1)=B(1,1);
A(n*2,q+1)=B(2,1);
end
T3(1,n)=lambda1(1,n)
T3(2,n)=1/(A(n*2-1,q+1)*conj(A(n*2-1,1+q)))
detM(1,n)=det(M);
end
Tmax3=max(T3(1,:))
T3(1,:)=T3(1,:)/Tmax3;
for n=1:length(lambda1)
lambda=lambda1(1,n)
w=(2*pi)/lambda
k1=(w/c)*n1*cos(teta4)
k2=(w/c)*n2*cos(teta4)
for q=1:length(d)
da=d(1,q)
M(1,1)=exp(i*k1*d1)*(cos(k2*da)+0.5*i*((k1/k2)+(k2/k1))*sin
(k2*da))
M(1,2)=exp(-i*k1*d1)*(0.5*i*((k1/k2)-(k2/k1))*sin(k2*da))
(2,2)=M(1,1)
M(2,1)=M(1,2)
B(1,1)=(M(1,1)*A(1,1))+(M(1,2)*A(2,1))
B(2,1)=(M(2,1)*A(1,1))+(M(2,2)*A(2,1))
A(n*2-1,q+1)=B(1,1);
A(n*2,q+1)=B(2,1);
end
T4(1,n)=lambda1(1,n)
T4(2,n)=1/(A(n*2-1,q+1)*conj(A(n*2-1,1+q)))
detM(1,n)=det(M);
end
Tmax4=max(T4(1,:))
T4(1,:)=T4(1,:)/Tmax4;
plot (T1(1,:),T1(2,:),
T2(1,:),T2(2,:),T3(1,:),T3(2,:),T4(1,:),T4(2,:))
xlabel('Panjang Gelombang (nm)')
ylabel('Transmitansi')
III.3 Program Simulasi untuk Nilai Reflektansi dengan Perbandingan
Ketebalan Lapisan yang Konstan
lambda1=linspace(lo,la,g)
for n=1:length(lambda1)
lambda=lambda1(1,n)
w=(2*pi)/lambda
k1=(w/c)*n1*cos(teta1)
k2=(w/c)*n2*cos(teta1)
M(1,1)=exp(i*k1*d1)*(cos(k2*d2)+0.5*i*((k1/k2)+(k2/k1))*sin(k2*
d2))
M(1,2)=exp(-i*k1*d1)*(0.5*i*((k2/k1)-(k1/k2))*sin(k2*d2))
M(2,2)=M(1,1)
M(2,1)=M(1,2)
B(1,1)=(M(1,1)*A(1,1))+(M(1,2)*A(2,1))
B(2,1)=(M(2,1)*A(1,1))+(M(2,2)*A(2,1))
A(1,n+1)=B(1,1);
A(2,n+1)=B(2,1);
rN=A(2,n+1)/A(1,n+1)
R=rN*conj(rN)
T1(1,n)=lambda1(1,n)
T1(2,n)=R
detM(1,n)=det(M);
end
Tmax=max(T1(1,:))
T1(1,:)=T1(1,:)/Tmax;
for n=1:length(lambda1)
lambda=lambda1(1,n)
w=(2*pi)/lambda
k1=(w/c)*n1*cos(teta2)
k2=(w/c)*n2*cos(teta2)
M(1,1)=exp(i*k1*d1)*(cos(k2*d2)+0.5*i*((k1/k2)+(k2/k1))*sin(k2*
d2))
M(1,2)=exp(-i*k1*d1)*(0.5*i*((k2/k1)-(k1/k2))*sin(k2*d2))
M(2,2)=M(1,1)
M(2,1)=M(1,2)
B(1,1)=(M(1,1)*A(1,1))+(M(1,2)*A(2,1))
B(2,1)=(M(2,1)*A(1,1))+(M(2,2)*A(2,1))
A(1,n+1)=B(1,1);
A(2,n+1)=B(2,1);
rN=A(2,n+1)/A(1,n+1)
R=rN*conj(rN)
T2(1,n)=lambda1(1,n)
T2(2,n)=R
detM(1,n)=det(M);
end
Tmax2=max(T2(1,:))
T2(1,:)=T2(1,:)/Tmax2;
for n=1:length(lambda1)
lambda=lambda1(1,n)
w=(2*pi)/lambda
k1=(w/c)*n1*cos(teta3)
k2=(w/c)*n2*cos(teta3)
M(1,1)=exp(i*k1*d1)*(cos(k2*d2)+0.5*i*((k1/k2)+(k2/k1))*sin(k2
*d2))
M(1,2)=exp(-i*k1*d1)*(0.5*i*((k2/k1)-(k1/k2))*sin(k2*d2))
M(2,2)=M(1,1)
M(2,1)=M(1,2)
B(1,1)=(M(1,1)*A(1,1))+(M(1,2)*A(2,1))
B(2,1)=(M(2,1)*A(1,1))+(M(2,2)*A(2,1))
A(1,n+1)=B(1,1);
A(2,n+1)=B(2,1);
rN=A(2,n+1)/A(1,n+1)
R=rN*conj(rN)
T3(1,n)=lambda1(1,n)
T3(2,n)=R
detM(1,n)=det(M);
end
Tmax3=max(T3(1,:))
T3(1,:)=T3(1,:)/Tmax3;
for n=1:length(lambda1)
lambda=lambda1(1,n)
w=(2*pi)/lambda
k1=(w/c)*n1*cos(teta4)
k2=(w/c)*n2*cos(teta4)
M(1,1)=exp(i*k1*d1)*(cos(k2*d2)+0.5*i*((k1/k2)+(k2/k1))*sin(k2
*d2))
M(1,2)=exp(-i*k1*d1)*(0.5*i*((k2/k1)-(k1/k2))*sin(k2*d2))
M(2,2)=M(1,1)
M(2,1)=M(1,2)
B(1,1)=(M(1,1)*A(1,1))+(M(1,2)*A(2,1))
B(2,1)=(M(2,1)*A(1,1))+(M(2,2)*A(2,1))
A(1,n+1)=B(1,1);
A(2,n+1)=B(2,1);
rN=A(2,n+1)/A(1,n+1)
R=rN*conj(rN)
T4(1,n)=lambda1(1,n)
T4(2,n)=R
detM(1,n)=det(M);
end
Tmax4=max(T4(1,:))
T4(1,:)=T4(1,:)/Tmax4;
plot
(T1(1,:),T1(2,:),T2(1,:),T2(2,:),T3(1,:),T3(2,:),T4(1,:),T4(2,:))
xlabel('Panjang Gelombang (nm)')
ylabel('Reflektansi')