Analisis Pergeseran ¼ λ Distributed Feedback Laser Dioda (DFB LD) pada Serat Optik

ANALISIS PERGESERAN ¼ λ DISTRIBUTED FEEDBACK LASER DIODA (DFB LD) PADA SERAT OPTIK

Diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam menyelesaikan pendidikan sarjana (S-1) pada Departemen Teknik Elektro

OLEH :

REVI YANA SIBAGARIANG NIM. 120422033

DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITES SUMATERA UTARA MEDAN

ABSTRAK

Dalam teknologi yang semakin meningkat khususnya pada bidang telekomunikasi yaitu dengan menggunakan teknologi serat optik. Teknologi serat optik merupakan media trasmisi yang menyediakan bandwidth besar pengiriman data dengan rugi-rugi yang semakin kecil.

Pada Tugas Akhir menjelaskan analisa pergeseran /4 yang arah rambat gelombang cahaya laser Distributed Feedback (DFB) yang menunjukkan nilai panjang gelombang semakin menjauh dari nilai panjang gelombang 1550 nm, diakibatkan oleh perubahan mode order yang sesuai dengan arah rambatnya dan berpengaruh terhadap redamannya.

Dari penggunaan rumus panjang gelombang yang dihasilkan pada sumber cahaya serat optik diketahui nilai pada pergeseran /4, panjang gelombang yang dihasilkan 1550,04 – 1549,96 dengan redaman yang diperoleh dari grafik sekitar 0,2 dB/km ini menyatakan bahwa pergeseran /4lebih bagus dalam pengiriman data pada serat optik akibat redaman yang kecil.

KATA PENGANTAR

Segala puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah melimpahkan Kasih dan AnugrahNya, sehingga Tugas Akhir yang berjudul

“Analisis pergeseran ¼ Distributed Feedback Laser Dioda (DFB LD) pada serat optik dapat diselesaikan.

Tugas Akhir ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat dalam menyelesaikan pendidikan pada Program Studi Sarjana (S-1) Teknik Elektro di Universitas Sumatera Utara (USU). Di dalam Tugas Akhir ini berisi tentang bagaimana hubungan panjang gelombang dengan redaman pada serat optik. Selain itu, buku ini juga memuat teori, dan data-data yang diperoleh dari hasil analisis.

Penulis menyadari sepenuhnya bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari kesempurnaan. Hal ini karena keterbatasan pengetahuan dan pengalaman yang dimiliki penulis. Dengan segala kerendahan hati, penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang membangun sehingga pada nantinya dapat memperbaiki Tugas Akhir ini dan mengembangkannya di kemudian hari. Semoga karya ini dapat memberikan manfaat bagi pembaca.

Pada kesempatan ini, penulis mengucapkan terima kasih yang tulus kepada semua pihak yang telah membantu pengerjaan Tugas Akhir ini, yaitu

1. Kepada orangtuaku ayahanda R.Sibagariang dan ibunda N.Aritonang yang sangat saya cintai dan hormati yang tak henti-hentinya memberikan dukungan, doa, nasehat, dan motivasi hingga sampai detik ini penulis tetap kuat dan bersemangat dalam menyelesaikan studi dan juga kakak,bang dan adek-adek yang memberi ku semangat.

2. Bapak zulfin,ST,MT selaku Pembimbing yang telah memberikan bimbingan, masukan, saran, kritikan, motivasi, keluangan waktu, kesabaran, dan bantuan selama penulis menyelesaikan Tugas Akhir ini.

3. Kepada Bapak Penguji yang memberikan saran dan kritikan yang membangun sehingga Tugas Akhir bias menjadi lebih baik dan bermanfaat.

4. Seluruh Dosen Pengajar di Departemen Teknik Elektro yang telah memberikan ilmunya yang berguna selam penulis menempuh perkuliahan di Universitas Sumatera Utara (USU) tercinta. Semoga ilmu dapat digunakan untuk hal-hal yang bermanfaat.

5. Seluruh bagian Administrasi Departemen Elektro yang memberikan kemudahn untuk memperlancar perkuliahan dan pengursan Tugas Akhir ini. 6. Semua teman-teman kuliah di Ekstensi Teknik Elektro 2012 baik konsentrasi

Telekomunikasi maupun Energi.

7. Semua teman-teman seperjuangan dan terkhusus kawan (Doris lumban batu, Ricca simbolon, evina sitanggang, anisa sembiring dan semua teman-teman) atas motivasi dalam membantu yang selalu menyemangati, masukan, dan dukungan yang telah diberikan.

Medan , juli 2015 Penulis

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL LEMBAR PENGESAHAN

ABSTRAK ………. i

KATA PENGANTAR ……...……….. ii

DAFTAR ISI ………. iv

DAFTAR GAMBAR …….……… vii

DAFTAR TABEL ………. ix

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ………..………. 1

1.2 Perumusan Masalah ………..……. 2

1.3 Tujuan Penelitian ………..………. 2

1.4 Batasan Masalah …...………..…...….. 2

1.5 Metodologi Penulisan ……….…...………..……….... 2

1.6 Sistematika Penulisan …...………..…………. 3

BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Pengertian dan sejarah serat optik ……….. 4

2.2 Stuktur Serat Optik ……….. 10

2.3 Tipe Jenis Serat Optik ……….. 12

2.3.1 Serat Optik Singlemode ……….. 13

2.3.2 Serat Optik Multimode ……….. 14

2.3.3 Serat Optik MultiMode Step Index ……….. 15

2.3.4 Serat Optik Multimode Graded Index……….. 16

2.3.5 Serat Optik Singlemode Step Index ……….. 17

2.4 Sumber cahaya pada serat optik ……….. 18

2.4.1 LED (Ligth Emitting Diode) ……….. 19

2.5 Prinsip Kerja Laser ……….. 25

2.6 Jenis Laser ……….. 25

2.6.1 Distributed Bragg Reflector ……….. 26

2.6.2 Distributed feedback ……….. 27

2.6.2.1 Indek bias serat optik ………. 30

2.6.2.2 Panjang kisi efektif ……….. 32

2.6.2.3 Panjang gelombang bragg ……….. 32

BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Umum ……… 34

3.2 Struktur Laser DFB ……….. 34

3.3 Mode Order(M) serat optik ……….. 36

3.4 Parameter Serat Optik ……….. 37

3.4.1 Redaman ………. 38

BAB IV ANALISA DATA 4.1 Pergeseran ¼ Distributed Feedback (DFB) ……….. 37

4.2 Data Perhitungan panjang gelombang ……….. 37

BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan ………... 47

5.2 Saran ………... 47

DAFTAR PUSTAKA ……….. x LAMPIRAN

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Blok Diagram Sistem Komunikasi Serat Optik ………. 9

Gambar 2.2 Stuktur Serat optik ... 10

Gambar 2.3 Perambatan Gelombang pada Single-Mode Fiber ………. 13

Gambar 2.4 Perambatan Gelombang pada Multi-Mode Fiber ………. 14

Gambar 2.5 Serat Optik Multi mode Step Index ……….. 15

Gambar 2.6 Transisi langsung dan Transisi tidak langsung ……….. 20

Gambar 2.7 Mekanisme energi Laser ……….. 21

Gambar 2.8 Skema rongga Laser ……….. 23

Gambar 2.9 Struktur Laser DFB dan Spektrum ……….. 27

Gambar 2.10 laser DFB frekuensi selektif ……….. 29

Gambar 2.11 Indeks bias ………..…….. 30

Gambar 2.12 Pemantulan Dinding Serat Optik ………... 31

Gambar 2.13 gelombang Bragg ………...….. 32

Gambar 3.1 Struktur lapisan Distributed feedback(DFB) ……….. 35

Gambar 3.2 Lapisan Aktif InGaAsp ……….. 35

Gambar 3.3 Mode order gelombang ……….. 35

Gambar 3.4 Mode order (M) pada arah melintang dan membujur ……… 36

Gambar 3.5 Pergeseran λ/4 pada laser DFB ……….. 37

Gambar 3.6 Hubungan Redaman dan Panjang Gelombang ………. 38

Gambar 4.2 Hubungan panjang gelombang Dengan Pergeseran ……… 41 Gambar 4.3 Hubungan panjang gelombang dengan Redaman ……….. 42

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1 Hasil Panjang Gelombang ( ) ……… 41 Tabel 4.2 Hubungan Panjang Gelombang dengan Redaman ……….. 42

ABSTRAK

Dalam teknologi yang semakin meningkat khususnya pada bidang telekomunikasi yaitu dengan menggunakan teknologi serat optik. Teknologi serat optik merupakan media trasmisi yang menyediakan bandwidth besar pengiriman data dengan rugi-rugi yang semakin kecil.

Pada Tugas Akhir menjelaskan analisa pergeseran /4 yang arah rambat gelombang cahaya laser Distributed Feedback (DFB) yang menunjukkan nilai panjang gelombang semakin menjauh dari nilai panjang gelombang 1550 nm, diakibatkan oleh perubahan mode order yang sesuai dengan arah rambatnya dan berpengaruh terhadap redamannya.

Dari penggunaan rumus panjang gelombang yang dihasilkan pada sumber cahaya serat optik diketahui nilai pada pergeseran /4, panjang gelombang yang dihasilkan 1550,04 – 1549,96 dengan redaman yang diperoleh dari grafik sekitar 0,2 dB/km ini menyatakan bahwa pergeseran /4lebih bagus dalam pengiriman data pada serat optik akibat redaman yang kecil.

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Semakin majunya perkembangan teknologi di bidang telekomunikasi khususnya pada transmisi kabel yang membutuhkan kabel-kabel yang lebih kecil yaitu teknologi fiber optik. Teknologi fiber optik merupakan media transmisi yang menyediakan bandwidth besar yang tidak dipengaruhi interferensi gelombang elektromagnetik dan rugi-rugi minimal dalam pengiriman data. Serat optik mentransmisikan sinyal cahaya dari suatu tempat ke tempat lain. Sumber serat optik ada dua yaitu LED digunakan untuk transmisi cahaya jarak dekat sedangkan laser digunakan untuk transmisi cahaya jarak jauh, laser juga dibagi dua yaitu DFB (distributed feedback) dan DBR (distributed-Bragg reflektor). Pada pembahasan tugas akhir ini tentang transmisi sumber cahaya pada serat optik khusunya pada laser DFB. Laser DFB menunjukkan bahwa rongga yang paling rendah dan memilih panjang gelombang paling besar pada saat terjadinya pemantulan Bragg, karena pemantulan

Bragg terjadi secara efektif di sepanjang gelombang Bragg. Di dalam laser DBR dirancang panjang gelombang untuk menghasilkan tujuan yang lebih bagus. Pada sisi lain, laser DFB tanpa terpisahkan mempunyai two-mode yang dimiliki. Pergeseran

fasa yang sesuai dengan seperempat panjang gelombang (1/4 )pada two-mode yang digunakan pada single mode disepanjang gelombang Bragg yang dipengaruhi mode order pada serat optik [1].

Struktur yang terbaik untuk yang stabil pada laser frekuensi tunggal adalah seperempat gelombang yang digeser laser DFB. Dalam struktur, pergeseran fasa disatukan di pusat laser dengan dua lapisan anti-reflection (AR) [1]. Fasa adalah ½ π merupakan sudut yang paling rendah dari gain yang diperoleh dari main mode

panjang gelombang Bragg, dan keuntungan perbedaan antara gain di central mode

dan sisi paling dekat mode mempunyai nilai yang paling besar Karena gain besar perbedaan diantara main mode dan side mode mencapai pergeseran ¼ laser DFB

lebih bagus dari pada desain laser konvensional DFB dalam kaitannya pada single mode stabil pada multi Gbit/s kecepatan modulasi.

Maka pada Tugas Akhir ini penulis membahas tentang analisis pergeseran ¼ panjang gelombang Distributed Feedback Laser dioda (DBF LD) Pada serat optik. 1.2 Perumusan Masalah

Adapun rumusan masalah dalam Tugas Akhir ini adalah bagaimana pengaruh pergeseran ¼ panjang gelombang dengan menggunakan mode order pada serat optik dan pergeseran ¼ panjang gelombang pada redaman.

1.3 Tujuan Penelitian

Tujuan pada Tugas Akhir ini adalah untuk menganalisis pengaruh dampak pergeseran ¼ panjang gelombang pada redaman serat optik.

1.4 Batasan Masalah

Untuk membatasi materi pada tugas akhir ini, perlu membuat batasan masalah yang akan dibahas. Hal ini diperbuat agar pembahasan dari tugas akhir ini lebih terfokus dan mencapai hasil yang diharapkan.

a. Hanya membahas tentang perubahan mode order untuk menghasilkan panjang gelombang dan hubungan panjang gelombang dengan redaman pada dioda laser DFB pada serat optik.

b. Tidak membahas prinsip kerja serat optik secara menyeluruhan.

1.5 Metodologi Penulisan

Terdapat beberapa Metode yang digunakan dalam penelitian tugas akhir yang dilakukan penulis adalah sebagai berikut :

Berupa studi kepustakaan dan kajian dari buku-buku dan tulisan-tulisan lain yang terkait serta dari layanan internet berupa jurnal-jurnal penelitian.

2. Studi Analisa

Pada bagian ini hasil data yang diperoleh dari rumus-rumus yang berlaku dan mengetahui apakah rumus tersebut dapat mengahasilkan nilai tersebut.

1.6 Sistematika Penulisan

Untuk memberikan gambaran secara ringkas, maka sistematika penulisan disusun sebagai berikut :

BAB I : PENDAHULUAN

Bab ini merupakan pendahuluan yang berisikan tentang latar belakang masalah, rumusan masalah, tujuan penulisan, batasan masalah, metodologi penelitian dan sistematika penulisan.

BAB II : DASAR TEORI

Bab ini membahas tentang tinjauan pustaka terkait dengan judul Tugas Akhir yang diangkat.

BAB III : METODOLOGI

Bab ini membahas tentang metode-metode yang digunakan untuk menghasilkan panjang gelombangnya.

BAB IV : ANALISIS DAN PEMBAHASAN

Bab ini membahas tentang analisis data yang diperoleh dari hasil perhitungan yang telah dilakukan.

BAB V : PENUTUP

BAB II DASAR TEORI

2.1 Pengertian dan Serajah Serat optik

Serat optik adalah saluran transmisi yang terbuat dari kaca atau plastik yang digunakan untuk mentransmisikan sinyal cahaya dari suatu tempat ke tempat lain. Cahaya yang ada di dalam serat optik sulit keluar karena indeks bias dari kaca lebih besar daripada indeks bias dari udara. Sumber cahaya yang digunakan adalah laser karena laser mempunyai spektrum yang sangat sempit. Kecepatan transmisi serat optik sangat tinggi sehingga sangat bagus digunakan sebagai saluran komunikasi. Serat optik umumnya digunakan dalam sistem telekomunikasi serta dalam pencahayaan, sensor, dan optik pencitraan. Efisiensi dari serat optik ditentukan oleh kemurnian dari bahan penyusun gelas. Semakin murni bahan gelas, semakin sedikit cahaya yang diserap oleh serat optik.

Pada tahun 1880 Alexander Graham Bell menciptakan sebuah sistem komunikasi cahaya yang disebut photo-phone dengan menggunakan cahaya matahari yang dipantulkan dari sebuah cermin suara-termodulasi tipis untuk membawa percakapan, pada penerima cahaya matahari termodulasi mengenai sebuah foto-kondukting selselenium, yang merubahnya menjadi arus listrik, sebuah penerima telepon melengkapi sistem. Photo-phone tidak pernah mencapai sukses komersial, walaupun sistem tersebut bekerja cukup baik.

Penerobosan besar yang membawa pada teknologi komunikasi serat optik dengan kapasitas tinggi adalah penemuan Laser pada tahun 1960, namun pada tahun tersebut kunci utama di dalam sistem serat praktis belum ditemukan yaitu serat yang efisien.

Pada tahun 1970 serat dengan loss yang rendah dikembangkan dan komunikasi serat optik menjadi praktis (Serat optik yang digunakan berbentuk silinder seperti kawat pada umumnya, terdiri dari inti serat (core) yang dibungkus oleh kulit (cladding) dan keduanya dilindungi oleh jaket pelindung

(buffer coating). Ini terjadi hanya 100 tahun setelah John Tyndall, seorang fisikawan Inggris, mendemonstrasikan kepada Royal Society bahwa cahaya dapat dipandu sepanjang kurva aliran air. Dipandunya cahaya olehsebuah serat optik dan oleh aliran air adalah peristiwa dari fenomena yang sama yaitu total internal

reflection.

Teknologi serat optik selalu berhadapan dengan masalah bagaimana caranya agar lebih banyak informasi yang dapat dibawa, lebih cepat dan lebih jauh penyampaiannya dengan tingkat kesalahan yang sekecil-kecilnya. Informasi yang dibawa berupa sinyal digital, digunakan besaran kapasitas transmisi diukur dalam 1 Gb km/s yang artinya 1 milyar bit dapat disampaikan tiap detik melalui jarak 1 km [2].

Berikut adalah beberapa tahap sejarah perkembangan teknologi serat optik [2]:

1. Generasi pertama (mulai tahun 1970)

Sistem masih sederhana dan menjadi dasar bagi sistem generasi berikutnya terdiri dari :

a) Encoding : Mengubah input (misal suara) menjadi sinyal listrik.

b) Transmitter : Mengubah sinyal listrik menjadi gelombang cahaya termodulasi, berupa LED dengan panjang gelombang 0,87µm.

c) Serat Silika : Sebagai pengantar gelombang cahaya.

d) Repeater : Sebagai penguat gelombang cahaya yang melemah di jalan

e) Receiver : Mengubah gelombang cahaya termodulasi menjadi sinyal listrik, berupa foto-detektor

f) Decoding : Mengubah sinyal listrik menjadi ouput (misal: suara)

g) Repeater bekerja dengan merubah gelombang cahaya menjadi sinyal listrik kemudian diperkuat secara elektronik dan diubah kembali menjadi gelombang cahaya.

h) Pada tahun 1978 dapat mencapai kapasitas transmisi 10 Gb.km/s. 2. Generasi ke-dua (mulai tahun 1981)

b) Indeks bias kulit dibuat sedekat-dekatnya dengan indeks bias inti.

c) Menggunakan dioda laser, panjang gelombang yang dipancarkan 1,3µm. d) Kapasitas transmisi menjadi 100 Gb.km/s.

3. Generasi ke-tiga (mulai tahun 1982)

a) Penyempurnaan pembuatan serat silika.

b) Pembuatan chip diode laser berpanjang gelombang 1,55 µm.

c) Kemurniaan bahan silika ditingkatkan sehingga transparansinya dapat dibuat untuk panjang gelombang sekitar 1,2 µm sampai 1,6 µm

d) Kapasitas transmisi menjadi ratusan Gb.km/s. 4. Generasi ke-empat (mulai tahun 1984)

a) Dimulainya riset dan pengembangan sistem koheren, modulasinya bukan modulasi intensitas melainkan modulasi frekuensi, sehingga sinyal yang sudah lemah intensitasnya masih dapat dideteksi, maka jarak yang dapat ditempuh dan kapasitas transmisinya ikut membesar.

b) Pada tahun 1984 kapasitasnya sudah dapat menyamai kapasitas sistem deteksi langsung (modulasi intensitas).

c) Terhambat perkembangannya karena teknologi piranti sumber dan deteksi modulasi frekuensi masih jauh tertinggal

5. Generasi ke-lima (mulai tahun 1989)

a) Dikembangkan suatu penguat optik yang menggantikan fungsi repeater pada generasi-generasi sebelumnya.

b) Pada awal pengembangannya kapasitas transmisi hanya dicapai 400 Gb.km/s tetapi setahun kemudian kapasitas transmisinya sudah menembus 50.000 Gb.km/s

6. Generasi ke-enam

a) Pada tahun 1988 Linn F. Mollenauer mempelopori sistem komunikasi optik soliton. Soliton adalah pulsa gelombang yang terdiri dari banyak komponen panjang gelombang yang berbeda hanya sedikit dan juga bervariasi dalam intensitasnya.

b) Panjang soliton hanya 10-12 detik dan dapat dibagi menjadi beberapa komponen yang saling berdekatan, sehingga sinyal-sinyal yang berupasoliton merupakan informasi yang terdiri dari beberapa saluran sekaligus (wavelength division multiplexing).

c) Eksprimen menunjukkan bahwa soliton minimal dapat membawa 5 saluran yang masing-masing membawa informasi dengan laju 5 Gb/s. Kapasitas transmisi yang telah diuji mencapai 35.000 Gb km/s.

d) Cara kerja sistem soliton ini adalah efek Kerr, yaitu sinar-sinar yang panjang gelombangnya sama akan merambat dengan laju yang berbeda di dalam suatu bahan jika intensitasnya melebihi suatu harga batas. Efek ini kemudian digunakan untuk menetralisir efek dispersi, sehingga soliton tidak melebar pada waktu sampai di penerima (receiver). Hal ini sangat menguntungkan karena tingkat kesalahan yang ditimbulkannya amat kecil bahkan dapat diabaikan [2][3].

Sistem Komunikasi Serat Optik Serat optik memiliki keunggulan yang signifikan dibandingkan media transmisi kawat konvensional.

Keunggulan tersebut antara lain adalah [2]: 1. Rugi transmisi rendah

2. Bandwidth lebar

3. Ukuran kecil dan ringan

4. Tahan gangguan elektromagnetik dan elektrik

Sedangkan kerugian menggunakan serat optik sebagai media transmisi yaitu: 1. Konstruksi fiber optik lemah sehingga dalam pemakaiannya diperlukan lapisan

penguat sebagai proteksi

2. Karakteristik transmisi dapat berubah bila terjadi tekanan dari luar yang berlebihan.

3. Tidak dapat dialiri arus listrik, sehingga tidak dapat memberikan catuan pada pemasangan repeater.

Untuk itu biasanya serat optik digunakan untuk media transmisi sinyal digital. Untuk pemilihan serat optik memiliki pilihan single-mode atau multi-mode dan

pilihan antara step index atau graded index. Pemilihan ini tergantung jenis sumber cahaya yang digunakan dan besarnya dispersi maksimum yang diijinkan.Untuk sumber cahaya LED (Light Emitting Diode), biasanya digunakan serat multi-mode, meskipun LED jenis edge emitting bisa digunakan dengan serat single-mode dengan laju sampai 560 Mbps sepanjang beberapa kilometer.Untuk Laser dioda, bisa digunakan single-mode atau multimode.Serat single-mode mampu menyediakan produk laju data-jarak yang sangat bagus (mampu mencapai 30 Gbps.km).

Teknologi serat optik adalah suatu teknologi komunikasi yang menggunakan media cahaya sebagai penyalur informasi.Pada teknologi ini terjadi perubahan informasi yang biasanya berbentuk sinyal elektris menjadi sinyal optik (cahaya), yang kemudian disalurkan melalui kabel serat optik dan diterima pada sisi penerima untuk diubah kembali menjadi sinyal elektris.

Sistem Komunikasi serat optik secara umum dapat dilihat seperti Gambar 2.1 yaitu terdiri dari pemancar sebagai sumber pengirim informasi, detektor penerima informasi, dan media transmisi sebagai sarana untuk melewatkannya. Pengirim bertugas untuk mengolah informasi yang akan disampaikan agar dapat dilewatkan melalui suatu media sehingga informasi tersebut dapat sampai dan diterima dengan baik dan benar ditujuan/penerima. Perangkat yang ada di penerima bertugas untuk menterjemahkan informasi kiriman tersebut sehingga maksud dari informasi dapat dimengerti. Pada sistem komunikasi serat optik, sinyal informasi diubah ke signal listrik lalu diubah lagi ke optik/cahaya. Sinyal ini kemudian di lewatkan melalui serat optik yang setelah sampai di penerima nanti, cahaya tersebut diubah kembali ke listrik dan akhirnya di terjemahkan menjadi sinyal informasi [2].

Gambar 2.1 Blok diagram sistem komunikasi Serat Optik

Konsep dasar serat optik sangat penting di pelajari dan dapat dimanfaatkan terutama dalam komunikasi. Dalam komunikasi serat optik konsep dasar yang digunakan dengan transmisi cahaya, Dimana pengubahan antara sinyal elektrik menjadi sinyal cahaya dalam menyalurkan informasi disepanjang serat optik. Maka konsepnya berupa cahaya, optik, serat, dan aplikasi lain serat.

Prinsip kerja dari serat optik ini adalah sinyal awal/source yang berbentuk sinyal listrik ini pada transmitter diubah oleh transducer elektro optik (Dioda/Laser Dioda) menjadi gelombang cahaya yang kemudian ditransmisikan melalui kabel serat optik menuju penerima/receiver yang terletak pada ujung lainnya dari serat optik, pada penerima/receiver sinyal optik ini diubah oleh transducer Optoelektronik (Photo Dioda/Avalanche Photo Dioda) menjadi sinyal elektris kembali. Dalam perjalanan sinyal optik dari transmitter menuju receiver akan terjadi redaman cahaya di sepanjang kabel optik, sambungan-sambungan kabel dan konektor-konektor di perangkatnya, oleh karena itu jika jarak transmisinya jauh maka diperlukan sebuah atau beberapa repeater yang berfungsi untuk memperkuat gelombang cahaya yang telah mengalami redaman sepanjang perjalanannya.

2.2 Struktur Dasar Serat Optik

Sebuah serat optik terdiri atas core (inti), cladding (kulit), coating

2.2 Elemen dasar sebuah kabel serat optik adalah cladding dan core. Cahaya yang disalurkan merambat pada core, dimana pola rambatannya mengikuti pola cahaya masuk lalu cahaya dipantulkan oleh cladding sepanjang saluran [3].

Gambar 2.2 Stuktur serat optik

Spesifikasi dari setiap bagian pada Gambar 2.2 antara lain adalah sebagai berikut:

a. Core (inti Kabel) berfungsi untuk menyalurkan cahaya dari satu ujung ke ujung lainnya. Core yaitu elemen pertama dari fiber optik yang merupakan konduktor sebenarnya yaitu sebuah batang silinder terbuat dari bahan dielektrik (bahan silika (SiO2), biasanya diberi doping dengan germanium oksida (GeO2) atau fosfor penta oksida (P2O5) untuk menaikan indeks biasnya) yang tidak menghantarkan listrik. Inti memiliki diameter antara 3 – 200 µm. Ketebalan dari core merupakan hal yang penting, karena menentukan karakteristik dari kabel. Core (inti) dari serat optik terbuat dari material kristal kaca kelas tinggi dan indeks bias core

besarnya sekitar 1,5.

b. Cladding berfungsi sebagai cermin yaitu memantulkan cahaya agar dapat merambat ke ujung lainnya. Cladding yaitu lapisan selimut/selubung yang dilapiskan pada core yang memiliki diameter antara 125 – 250 µm. Cladding juga terbuat dari gelas tetapi indeks bias nya lebih kecil dari indeks bias core. Hubungan antara kedua indeks dibuat kritis karena untuk memungkinkan terjadinya pemantulan total dari berkas cahaya yang merambat berada dibawah sudut kritis sewaktu dilewatkan sepanjang serat optik.

c. Coating berfungsi sebagai pelindung mekanis yang melindungi serat optik dari kerusakan dan sebagai pengkodean warna pada serat optik. Coating yaitu bagian

pelindung lapisan inti dan selimut yang terbuat dari bahan plastik elastis (PVC) yang berfungsi untuk melindungi serat optik dari tekanan luar.

d. Streng thening serat berfungsi sebagai serat yang menguatkan bagian dalam kabel sehingga tidak mudah putus dan terbuat dari bahan serat kain sejenis benang yang sangat banyak dan memiliki ketahanan yang sangat baik.

e. Jacket kabel berfungsi sebagai pelindung keseluruhan bagian dalam kabel serat optik serta didalamnya terdapat tanda pengenal dan terbuat dari bahan PVC.

Cahaya merambat sepanjang inti serat tanpa lapisan material kulit, namun kulit memiliki beberapa fungsi [3] :

1. Mengurangi loss hamburan pada permukaan inti.

2. Melindungi serat dari kontaminasi penyerapan permukaan. 3. Mengurangi cahaya yang loss dari inti ke udara sekitar 4. Menambah kekuatan mekanis.

2.3 Tipe Jenis Serat Optik

Pada prinsipnya, transmisi cahaya dalam fiber sama dengan pada pandu gelombang dielektrik planar, kecuali bentuk geometrinya. Dalam kedua jenis pandu gelombang cahaya merambat dalam bentuk modus-modus. Masing-masing modus menjalar sepanjang sumbu pandu gelombang dengan suatu konstanta perambatan dan kecepatan group dengan mempertahankan distribusi ruang transversalnya dan polarisasinya. Bila diameter core-nya kecil maka hanya satu modus yang diperbolehkan dan fiber disebut dengan single-mode fiber.

Salah satu masalah yang berkaitan dengan perambatan cahaya dalam fiber

multi mode adalah ditimbulkan dari perbedaan kecepatan group dari masing-masing modus akibatnya pulsa akan melebar sepanjang fiber. Efek ini dikenal sebagai modal dispersion (dispersi modus), yaitu batas kecepatan dimana pulsa-pulsa dapat dikirim tanpa saling tumpang tindih (over lapping). Modal dispersion dapat dikurangi dengan gradien indeks bias dari core, yang mempunyai nilai maksimum pada pusatnya dan nilai minimum pada batas core/cladding. Fiber tersebut dikenal sebagai graded-index

fiber, dimana pada fiber konvensional indeks bias core dan cladding adalah konstan (step-index fiber).

Jenis – jenis Serat Optik menurut perambatannya ada 2 bagian yaitu [4]: 2.3.1 Serat Optik Singlemode

Serat optik merupakan saluran transmisi yang terbuat dari kaca atau plastik yang digunakan untuk mentransmisikan sinyal cahaya dari suatu tempat ke tempat lain.

Single mode fiber mempunyai inti sangat kecil (yang memiliki diameter sekitar 9x10-6 meter atau 9 mikro meter), perambatan gelombang pada sistem single-mode fibers ini akan terlihat pada Gambar 2.3 cahaya yang merambat secara paralel di tengah membuat terjadinya sedikit dispersi pulsa. Single-mode 29 fibers

mentransmisikan cahaya laser infra merah (panjang gelombang 1300 - 1550 nm). Jenis serat ini digunakan untuk mentransmisikan satu sinyal dalam setiap serat. Serat ini sering dipakai dalam pesawat telepon dan TV kabel [4].

Gambar 2.3 Perambatan gelombang pada single-mode fiber

Pada serat optik single mode terdapat empat macam tipe yang sering digunakan berdasarkan ITU-T (International Telecommunication Union – Telecommunication Standardization Sector) yang dahulu dikenal dengan CCITT yaitu[3]:

1. G.652 - Standar Single Mode Fiber

2. G.653 –Dispersion-Shifted Single Mode Fiber

3. G.653 –Characteristics of Cut-Off Shifted Mode Fiber Cable

Untuk mendukung sistem yang mentransmisikan informasi dengan kapasitas tinggi, pemilihan serat optik yang tepat sebagai media transmisi juga diperhatikan. Ada dua tipe serat optik yang digunakan pada sistem DWDM, yaitu[2]:

1. Non Dispersion Shifted Fiber (NDSF)

Serat optik Non Dispersion Shifted Fiber (NDSF) merupakan rekomendasi ITU-T seri G.652. NDSF memiliki nilai koefisien dispersi kromatik mendekati nol di daerah panjang gelombang 1310 nm .

2. Non Zero Dispersion Shifted Fiber (NZDSF)

Non Zero Dispersion Shifted Fiber (NZDSF) merupakan jenis fiber yang sesuai dengan rekomendasi ITU-T seri G.655 dengan range panjang gelombang 1255

– 1650 nm. NZDSF memiliki nilai dispersi tidak nol namun juga tidak lebar di daerah panjang gelombang 1550 nm dibandingkan dengan nilai koefisien dispersi kromatik pada serat optik Non Dispersion Shifted Fiber (NDSF).

2.3.2 Serat Optik Multimode

Multi-mode fiber mempunyai ukuran inti lebih besar ( berdiameter sekitar 6,35 x 10-5 meter atau 63,5 mikro meter) dan mentransmisikan cahaya inframerah (panjang gelombang 850 – 1300 nm) dari lampu light-emitting diode (LED) dan perambatan gelombang yang terjadi pada sistem multi-mode fiber ini akan terlihat seperti pada Gambar 2.4 Serat ini digunakan untuk mentransmisikan banyak sinyal dalam setiap serat dan sering digunakan pada jaringan komputer dan Local Area Networks (LAN) [4].

Gambar 2.4 Perambatan gelombang pada multi-mode fiber

2.3.3 Serat Optik Multimode Step Index

Suatu step-index fiber dispesifikasi oleh indeks bias core n1 dan cladding n2 yang diameternya a dan b. Perbedaan nilai indeks bias core dan cladding sangat kecil sehingga fraksi perubahan indeks bias sangat kecil [4]:

∆ = << 1 (2.1)

Dimana : n1 = nclad n2 = ncore

Kebanyakan fiber yang digunakan dalam sistem komunikasi optik terbuat dari bahan gelas silika (SiO2) dengan kemurnian kimiawi yang tinggi. Perubahan kecil dari indeks bias dapat dibuat dengan penambahan konsentrasi material doping yang rendah (seperti titanium, germanium atau boron). Indeks bias n1 berada dalam rentang 1,44 sampai 1,46 bergantung pada panjang gelombang. Tipikal nilai dari Δ adalah antara 0,001 dan 0,02. Suatu berkas cahaya datang dari udara kedalam fiber menjadi suatu berkas yang terpandu, jika datang dengan sudut θ terhadap sumbu fiber lebih kecil [4].

θ c = cos-1 (n1 / n2) (2.2) Keadaan bagaimana cahaya dipandu dapat dilihat untuk berkas-berkas meridional (berkas-berkas di dalam bidang yang memotong sumbu serat optik) seperti pada Gambar 2.5 berkas-berkas ini memotong sumbu serat optik dan memantul dalam bidang yang sama tanpa adanya perubahan sudut datang (seperti dalam kasus pandu gelombang planar). Serat optik multi mode step index dimana indeks bias core konstan, Ukuran core antara 50 – 125 mm dan dilapisi cladding yang tipis. Penyambungan kabel lebih mudah karena memiliki core yang besar, Banyak terjadi disperse, Lebar pita frekuensi terbatas/sempit, hanya digunakan untuk jarak pendek dan transmisi data bit rate rendah dan Harga relatif murah [4].

Gambar 2.5 Serat optik multi modesStep index

2.3.4 Serat Optik Multimode Graded Index

Graded-index fiber adalah suatu metode yang sederhana untuk mengurangi efek pelebaran pulsa yang disebabkan oleh perbedaan kecepatan group dari modus-modus dalam multi mode fiber, mempunyai indeks bias yang bervariasi, yaitu nilai tertinggi pada pusat dan berkurang secara gradual dan mempunyai nilai terendah pada cladding, sebagai berikut [4] :

1. Core terdiri dari sejumlah lapisan gelas yang memiliki indeks bias yang berbeda, indeks bias tertinggi terdapat pada pusat core dan berangsur-angsur turun sampai ke batas core cladding.

2. Ukuran diameter core antara 30 – 60 mm.

3. Cahaya merambat karena difraksi yang terjadi pada core sehingga rambatan cahaya sejajar dengan sumbu serat.

4. Dispersi lebih kecil dibanding dengan Multimode Step Index.

5. Digunakan untuk jarak menengah dan lebar pita frekuensi besar. 6. Harga relatif mahal dari SI, karena faktor pembuatannya lebih sulit.

2.3.5 Serat Optik Singlemode Step Index

Serat optik ini memiliki karakteristik dimana Serat optik single mode

memiliki diameter core antara 2 – 10 mm dan sangat kecil dibandingkan dengan ukuran claddingnya, Cahaya hanya merambat dalam satu mode saja yaitu sejajar dengan sumbu serat optik, memiliki redaman yang sangat kecil, memiliki lebar fita

frekuensi yang sangat lebar, digunakan untuk jarak jauh dan mampu menyalurkan data dengan kecepatan bit rate yang tinggi.

2.4 Sumber Cahaya pada Serat Optik

Banyak tipe dari sumber cahaya yang digunakan sistem serat optik, dalam bentuk LED dan laser [5]. Pemancar optik dasar mengubah sinyal listrik menjadi cahaya termodulasi untuk pengiriman melalui serat optik. Perangkat yang paling umum digunakan sebagai sumber cahaya di pemancar optik dioda ringan. Sumber cahaya serat optik membuat penggunaan yang baik ini, seperti memancarkan cahaya dioda memancarkan relatif besar daerah dan digunakan untuk jarak moderat. Serat optik sumber cahaya terbukti ekonomis. Sebuah sumber cahaya serat optik perangkat dipasang pada sebuah paket yang memungkinkan serat optik untuk pasangan cahaya sebanyak mungkin ke dalam serat. Dalam beberapa kasus lensa bulat kecil juga dipasang untuk mengumpulkan dan memfokuskan cahaya ke setiap kemungkinan serat. Dioda cahaya LED dan dioda cahaya inframerah beroperasi di bagian spektrum elektromagnetik. Gelombang operasi mereka dipilih sesuai dengan kebutuhan. Sumber cahaya serat optik dapat diandalkan dan yang paling umum digunakan oleh panjang gelombang sumber cahaya serat optik saat ini adalah 850-1.300 nanometer atau dalam beberapa kasus bahkan 1500 nanometer [6]. Kebanyakan sumber cahaya adalah tidak berfrekuensi tunggal, melainkan memancarkan cahaya pada beberapa frekuensi pada sebuah jalur atau bagian dari spektrum, yang mungkin cukup lebar. Beberapa sumber seperti lampu ionisasi gas, dioda-dioda yang memancarkan cahaya

(light emitting diode) LED dan LASER, memancarkan cahaya dalam bagian spektrum yang jauh lebih sempit. Tetapi bahkan sumber-sumber ini pun tidak bersifat monochromatis sepenuhnya, karena masih juga memancar pada beberapa frekuensi pada jalur yang sempit. Pemancar-pemancar tersebut harus mempunyai suatu keluaran cahaya yang berintensitas tinggi, sehingga dapat dipancarkan energi yang cukup untuk mengatasi rugi-rugi yang dijumpai dalam transmisi di sepanjang fiber. Sumber cahaya juga harus mampu untuk dimodulasi dengan mudah, serta pemancar

cahaya tersebut haruslah kecil, ringkas (compact), dan dapat dengan mudah digandengkan ke serat. jenis sumber cahaya diantranya ada dua jenis sumber optik yang sering digunakan [6].

2.4.1 LED (Light Emitting Diode)

Dalam transmisi serat optik digunakan sumber cahaya yang monokromatis. Sumber cahaya yang monokromatis yang digunakan untuk transmisi cahaya serat optik dapat menggunakan laser, diode laser, atau LED. Penggunaan laser sebagai sumber cahaya cukup rumit karena menggunakansumber tegangan yang cukup tinggi dan pemasangannya harus hati-hati. Dioda adalah komponen aktif bersaluran dua, dioda mempunyai dua elektroda aktif dimana isyarat dapat mengalir dan kebanyakan dioda digunakan karena karakteristik satu arah yang dimilikinya. Kesearahan yang dimiliki sebagian besar jenis dioda seringkali disebut karakteristik menyearahkan. Fungsi paling umum dari dioda adalah untuk memperbolehkan aliran arus listrik dalam suatu arah yang disebutkondisi panjar maju dan untuk menahan arus dari arah sebaliknya yang disebut kondisi panjar mundur. Saat ini dioda yang paling umum dibuat dari bahan semikonduktor seperti silikon atau germanium.

LED (Light Emitting Diode) atau kadang disebut juga diode cahaya adalah suatu semikonduktor yang memancarkan cahaya monokromatik yang tidak koheren ketika diberi tegangan maju. Bagian ini termasuk bentuk elektroluminesensi yang diketahui bahwa elektron yang menerjang sambungan P-N juga melepaskan energi berupa energi panas dan energi cahaya [7]. LED dibuat agar lebih efisien jika mengeluarkan cahaya. Untuk mendapatkan emisicahaya pada semikonduktor, doping

yang digunakan adalah galium, arsenik dan phosphor [7]. Jenis doping yang berbeda menghasilkan warna cahaya yang berbeda pula. Warna yang dihasilkan bergantung pada bahan semikonduktor yang dipakai dan bisa juga ultraviolet dekat atau inframerah dekat Semikonduktor adalah material dengan konduktivitas diantara konduktor dan isolator, susunan atom-atomnya membentuk struktur kristal. Elektron

mengalami transisi secaralangsung dan mudah dari level energi tinggi ke rendah dan cahaya secara mudah diradiasikan, momentum juga harus berubah, transisi elektron menjadi sulit dan probabilitas dari cahaya yang diemisikan lebih kecil. Pada Gambar 2.6a dan 2.6b menunjukkan proses yang disebut semi-konduktor transisi langsung dan transisi tidak langsung [7].

Gambar 2.6 Transisi langsung dan Transisi tidak langsung

Panjang gelomang yang dipancarkan ( ) bergantung dengan gap energi antara pita konduksi dan pita valensi yang Persamaannya [7]:

= =

(2.3)

Karakteristik dari LED diantaranya [7] :

1. Umumnya memakai kabel serat optik multimode. 2. Sirkit lebih sederhana.

3. Harganya lebih murah.

4. Cahaya yang dipancarkan LED bersifat tidak koheren yang akan menyebabkan dispersi chromatic sehingga LED hanya cocok untuk transmisi data dengan bit rate rendah sampai sedang (Untuk komunikasi berkecepatan < 200 Mb/s).

5. Daya keluaran optik LED adalah -30 ~ -10 dBm.

6. LED memiliki lebar spectral (spectral width) 30–50 nm pada panjang gelombang 850 nm dan 50–150 nm pada panjang gelombang 1310 nm.

2.4.2 Laser (Light amplification by stimulated emission of radiation)

Laser adalah singkatan dari Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation. Laser merupakan sumber cahaya koheren yang monokromatik dan amat lurus. Laser bekerja pada spektrum infra merah sampai ultra ungu. Proses laser pada dasarnya adalah proses interaksi gelombang elektromagnetik dengan atom-atom materi, yaitu penggandaan intensitas cahaya yang dihasilkan dari proses transisi dalam atom di dalam materi, untuk dapat mengetahui bagaimana sumber cahaya ini bekerja maka terlebih dahulu perlu diketahui keadaan energi yang terdapat didalam suatu atom. Menurut teori kuantum, keadaan energi dari suatu atom ditentukan oleh keadaan energi dari elektron-elektronnya. Salah satu contoh yang sederhana dari prinsip kerja laser adalah sistem dua tingkat energi untuk hidrogen seperti pada Gambar 2.7 yang menyatakan dimana E1 adalahtingkat energi normal (ground state) dan E2 adalah tingkat energi tereksitasi (excitingstate) [8].

Gambar 2.7 Mekanisme energi laser

Mula-mula dalam keadaan normal atom berada di E1 (tingkat energi normal) lalu diganggu, misalnya dengan cara dialiri arus listrik sehingga energinya naik ke E2 (tingkat energi tereksitasi). Setelah berada dalam tingkat energi tereksitasi, maka atom akan berusaha kembali ke keadaan normalnya, yaitu menuju ke E1 . Sewaktu menuju E1 dari E2 inilah dipancarkan sinar laser dalam bentuk emisi spontan (spontaneous emission). Dalam keadaan kesetimbang termal maka jumlah atom di tingkat tereksitasi (2N) akan sama jumlahnya dengan jumlah atom di tingkat energi normal (1N) [8].

Pada waktu perpindahan menuju keadaan normal maka perubahan jumlah atomnya memenuhi Persamaan [8]:

N2/ N1= Exp (-ΔE/kT) (2.4)

Dengan : k = konstanta Bolzman ( 1,38 x 10−23 J/K) T = Temperatur ( °K)

ΔE = E1– E2

Sedangkan energi fotonnya memenuhi persamaan :

h = E2–E1 (2.5)

dengan : h = konstanta Plank ( 6,6261 x10-34 J.s)

= frekuensi energi foton

Dalam sistem tersebut photon dengan arah dan energi yang sama akan bolak-balik dan membentuk photon baru yang energi dan arahnya juga sama, sehingga pada suatu saat setelah terkumpul energi yang besar kumpulan photon ini akan melewati bagian cermin kedua dan inilah yang keluar sebagai laser. Memang tidak semua laser yang ada mempergunakan cermin-cermin untuk menstimulasi pembentukan foton baru, akan tetapi penjelasan diatas merupakan gambaran secara umum terjadinya laser.

Laser juga merupakan sebuah alat yang menggunakan efek mekanika kuantum, pancaran terstimulasi, untuk menghasilkan sebuah cahaya yang koherens dari medium "lasing" yang dikontrol kemurnian, ukuran dan bentuknya. Pengeluaran dari laser dapat berkelanjutan dan dengan amplituda-konstan (dikenal sebagai CW atau gelombang berkelanjutan), atau detak, dengan menggunakan teknik Q-switching,

modelocking, atau gain-switching. Sebuah medium laser juga dapat berfungsi sebagai

amplifier optikal. Signal yang diperkuat dapat menjadi sangat mirip dengan signal input dalam istilah panjang gelombang fase dan polarisasi, ini tentunya penting dalam komunikasi optikal lase berarti memproduksi cahaya koherens, dan merupakan pembentukan-belakang dari istilah laser.

Komponen penting sebuah laser adalah laser resonator atau laser cavity. Laser

cavity terdiri dari 3 komponen penting yaitu medium, pemompa energi dan sepasang cermin. Medium mengandung atom-atom yang mempunyai tingkat energi metastabil yang dapat dieksitasi dengan menyerap energi dari luar. Pada Gambar 2.8 menunjukkan bahwa medium ini dapat berupa cat cair, gas maupun zat padat yang dikategorikan laser cat (dye laser), laser diode (zat padat) dan laser CO2 (laser gas) [9].

Gambar 2.8 Skema rongga laser

Dalam rongga laser cahaya yang diemisikan atom-atom akan bolak-balik karena dipantulkan oleh kedua cermin, cahaya ini akan membentuk sebuah gelombang berdiri (standing wave) yang menentukan karakteristik frekuensi dan panjang gelombang laser yang dihasilkan.

Adapun karakteristik laser yaitu [9]:

1. Umumnya menggunakan kabel optik single mode. 2. Response time < 1 nano detik.

3. Cahaya yang dipancarkan oleh dioda laser bersifat koheren.

4. Diode laser memiliki lebar spektral yang lebih sempit (~1 nm) jika dibandingkan dengan LED sehingga dispersi chromatic dapat ditekan.

5. Diode laser diterapkan untuk transmisi data dengan bit rate tinggi (Untuk komunikasi berkecepatan diatas 200 Mb/s)

7. Kinerja (keluaran daya optik, panjang gelombang, umur) dari diode laser sangat dipengaruhi oleh temperatur operasi.

Laser merupakan sumber optik yang koheren. Bahan dasarnya berupa gas, cairan, kristal dan semikonduktor. Komunikasi jarak jauh memerlukan laser monomode

(single mode) diantaranya sebagai berikut [9]: 1. DFB : Distributed Feedback Laser

2. DBR : Distributed Bragg Reflector Laser

2.5 Prinsip Kerja Laser

Laser dihasilkan dari proses relaksasi electron, pada saat proses ini maka sejumlah foton akan dilepaskan berbeda dengan cahaya senter. Emisi pada laser terjadi dengan teratur sedangkan pada lampu senter emisi terjadi secara acak. Pada laser emisi akan menghasilkan cahaya yang memiliki panjang gelombang tertentu, berbeda dengan lampu senter emisi akan mengasilkan cahaya dengan banyak panjang gelombang. Proses yang terjadi adalah elektron pada keadaan ground state (pada pita valensi) mendapat energi kemudian statusnya naik menuju pita konduksi ( keadaan eksitasi) kemudian elektron tersebut kembali ke keadaan awal (ground state) diikuti dengan beberapa foton yang terlepas.

Kemudian energi yang dibawa cukup besar maka dibutuhkan sebuah resonator, resonator ini dapat berupa lensa atau cermin yang sering digunakan adalah lensa dan cermin. Ketika di dalam resonator maka foton-foton tersebut akan saling memantul terhadap dinding resonator sehingga cukup kuat untuk meninggalkan resonator tersebut. Laser cukup kuat digunakan sebagai alat pemotong misalnya adalah laser CO2 yang kuat adalah tingkat pelebaranya rendah dan energi fotonnya tinggi [9].

2.6 Jenis Laser

Jenis laser berdasarkan arah rambatnya dibagi atas dua yaitu diantaranya DBR (Distributed Bragg Reflector) dan DFB (Distributed Feedback).

2.6.1 Distributed Bragg Reflector (DBR)

Distributed Bragg Reflektor Laser (DBR) adalah jenis laser yang frekuensi diode laser dengan frekuensi tunggal. Struktur laser DBR dibuat dengan fitur permukaan yang mendefinisikan monolitik, satu modus ridge waveguide yang menjalankan seluruh panjang perangkat. Sebuah rongga resonan didefinisikan oleh cermin DBR sangat reflektif pada salah satu ujungnya, dan reflektifitas rendah dibelah keluar segi di ujung. Dalam rongga bagian punggung keuntungan, di mana saat ini disuntikkan untuk menghasilkan mode penguat spasial tunggal [10]. DBR dirancang untuk mencerminkan cahaya membujur tunggal. Akibatnya, laser beroperasi pada modus spasial dan longitudinal tunggal. Laser memancarkan dari segi keluar berlawanan. DBR selama sekitar kisaran 2 nm dengan mengubah arus atau suhu. Koefisien suhu sekitar 0,07 nm / K, dan koefisien saat ini adalah sekitar 0,003 nm / mA sehingga laser DBR stabil pada noise yang rendah [11]. Ketika dioperasikan dengan arus listrik rendah pada suhu konstan memancarkan arus laser DBR memiliki linewidth kurang dari 10 MHz. Tingkat daya biasanya dapat berjalan hingga beberapa ratus mwatt.

Laser DBR hampir sama dengan laser DFB, Kedua menunjukkan linewidth

sempit dan operasi frekuensi tunggal yang stabil [12]. Namun, lokasi dari elemen umpan balik (kisi-kisinya) menyebabkan DBR dan DFB memiliki karakteristik operasional yang berbeda. Karena kisi-kisi didistribusikan sepanjang area gain di DFB kisi dan mendapatkan kondisi area yang sama seperti perangkat disetel dengan arus dan suhu. DFB dapat menunjukkan tuning berbagai kontinu 2 nm atau lebih. Namun, pada rentang saat ini atau temperatur yang cukup panjang, panjang gelombang yang dipancarkan akan tiba-tiba melompat ke gelombang yang lebih panjang meninggalkan celah di kisaran tuning [13].

Karena laser DBR memiliki area kisi pasif karakteristik penyetelannya berbeda dengan daerah gain. Peningkatan arus di area gain menyebabkan pergeseran merah dalam output laser karena pemanasan. Kurva reflektifitas dari kisi pasif tidak berubah. Akibatnya kisi-kisi akan mengalami kehilangan reflektifitas pada panjang

gelombang yang lebih panjang, dan pada akhirnya akan mendorong pergeseran cahaya biru terputus panjang gelombang untuk menemukan gain yang lebih tinggi. Pergeseran cahaya biru memastikan bahwa karakteristik panjang gelombang akan terulang dengan meningkatnya suhu atau arus, dan tidak ada kesenjangan akan terjadi di tuning.

2.6.2 Distributed Feedback (DFB)

Suatu diode laser dapat berosilasi dalam bermacam-macam panjang gelombang pada suatu rentangan tertentu secara serentak dan ini dinamakan mode longitudinal. Mode longitudinal berhubungan dengan gelombang berdiri yang timbul karena cahaya resonator terpantul-pantul ke muka dan ke belakang [13]. Sedangkan

mode-mode dalam arah normal terhadap arah perambatan dinamakan mode transversal.

Pada penggunaan serat optik model tunggal diperlukan suatu laser yang membangkitkan cahaya pada panjang gelombang yang tunggal. Laser tersebut harus mampu menekan mode-mode samping sehingga menghasilkan keluaran pada mode tunggal. Suatu pendekatan alternatif adalah dengan menggunakan rongga laser yang hanya mempunyai resonansi tunggal dalam lebar bidang penguatan. Ini dapat disediakan oleh struktur Distributed Feedback (DFB). Dalam struktur tersebut umpan balik disediakan oleh suatu gangguan periodik sepanjang pemandu gelombang lapisan aktif. Umpan balik tersebut lebih baik dari pada penempatan pemantul pada bagian akhir pemandu gelombang seperti dalam laser-laser biasa. Gambar 2.9a menunjukkan struktur dan Gambar 2.9b spectrum [13].

Gambar 2.9a Stuktur Laser DFB

Gambar 2.9b Spektrum laser DFB

Dalam laser DFB struktur periode terdistribusi sepanjang daerah aktif laser, terlihat dalam gambar diatas. Kelebihan resonator tipe ini dibandingkan resonator permukaan rata seperti pada laser injeksi biasa adalah berkurangnya sensitivitas frekuensi terhadap perubahan daya dan suhu laser. Dengan demikian stabilitasnya lebih baik dari pada laser biasa. Kelebihan dalam hal stabilitas frekuensi ini harus dibayar dengan proses fabrikasi yang sangat kompleks.

Untuk kecepatan tinggi pada jarak yang jauh pada komunikasi menggunakan single mode laser, dimana harus mengamati single longitudinal mode dan single transverse mode. kemudian, lebar spectrum cahaya sangat kecil. Sesuatu yang menarik dari laser dengan hanya satu longitudinal mode adalah lebar L dari kapasitasnya memberikan point pada separatis frekuensi, tipe dari laser dikonfigurasi dengan merancang frekuensi-reflektor selektif [14]. Pada Gambar 2.10 yang

menunjukkan corrugated grating yang terdapat pada layer active yang terdapat pada daerah active region [14].

Gambar 2.10 Laser frekuensi-selektif pada DFB

Laser DFB dengan mode melintang dan membujur dapat diketahui pajang gelombangnya dengan Persamaan [14]:

= B ± (m+ ) (2.6)

dimana : B = panjang gelombang bragg =(1550) ne= indeks bias efektif serat optik Le= panjang kisi efektif =(10000 µm) m= mode order (0,1,2,…..)

2.6.2.1Indeks Bias Serat Optik

Hukum Snellius sangat kita pahami bersama dengan mudah karena memang rumusannya yang sangat mudah dimengerti. Hukum Snellius adalah rumus matematika yang memberikan hubungan antara sudut datang dan sudut bias pada cahaya atau gelombang lainnya yang melalui batas antara dua medium isotropik berbeda, seperti udara dan gelas. Hukum ini menyebabkan bahwa “sinus sudut datang

Pemanduan cahaya pada Gambar 2.11 dalam serat optik menggunakan pantulan internal total yang terjadi pada bidang batas antara 2 media dengan indek bias yang berbeda yaitu n1 dan n2. Bila indek bias medium pertama (n1) lebih kecil dari indek bias mediumkedua (n2), maka sinar akan dibiaskan pada media berindeks bias besar dengan sudut i2terhadap garis normal, hubungan antara sudut datang i1 dan sudut bias i2 terhadapindeks bias dielektrik dinyatakan oleh hukum Snellius [6].

Gambar 2.11 Sinar cahaya pada antar muka indeks bias

Perumusan matematis hukum Snellius [6]:

=

=

(2.7)

Atau

n1sin θ1 = n2sin θ (2.8) atau

Lambang θ1dan θ2 merujuk pada sudut datang dan sudut bias,v1 dan v2 pada kecepatan cahaya sinar datang dan sinar bias. Lambang n1 menunjuk pada indeks bias medium yang dilalui sinar datang, sedangkan n2 adalah indeks bias medium yang dilalui sinar bias. Pada Gambar 2.12 menunjukkan bahwa sudut datang > sudut kritis maka akan terjadi pemantulan sempurna. Hal inilah yang terjadi dalam serat optik, dimana gelombang cahaya menjalar dengan mengalami pemantulan-pemantulan sempurna dari dinding seratnya (cladding) yang indeks refraksinya lebih kecil daripada indeks refraksi inti seratnya (core) [14].

Gambar 2.12 Pemantulan dinding Serat Optik

Gambar 2.13 sebenarnya terlihat bahwa tanpa diberi cladding pun (artinya n2=1) akan terjadi pemantulan-pemantulan yang sempurna. Tetapi hal ini dihindarkan karena justru harga n1 dan n2 harus berbeda hanya sedikit agar pengiriman dapat terlaksana untuk band yang lebar dan jarak yang jauh tanpa terjadi distorsi.

2.6.2.2Panjang Kisi Efektif

Panjang kisi efektif pada serat optik sepanjang 10000 nm, dimana pada panjang kisi yang baik dalam serat optik dan tingkat pemantulannya yang bagus dalam mengirimkan cahaya pada core serat optik.

2.6.2.3 Panjang Gelombang Bragg

Sebuah fiber Bragg Grating (FBG) adalah sebuah variasi periode dari indeks refraktif yang ada pada sebagian panjang fiber optik. Fiber Bragg Grating (FBG) merupakan suatu jenis reflektor (Bragg) yang terdistribusi dalam bentuk segmen-segmen atau kisi dalam serat optik. FBG memantulkan beberapa panjang gelombang cahaya tertentu dan meneruskan sisanya, dimana hal ini dapat terjadi karena adanya penambahan suatu variasi periodik terhadap indeks bias core serat optik. Dengan karakteristik yang dimilikinya tersebut, FBG dapat difungsikan sebagai filter optik (optical filter) yakni untuk menghalangi panjang gelombang cahaya tertentu yang diinginkan atau sebagai reflektor panjang gelombang cahaya spesifik. Gambar 2.13 menunjukkan periodeΛ yang dimiliki oleh sebuah fiber bragg grating. Grating (kisi) berarti kumpulan ruang teratur yang pada dasarnya merupakan elemen indentik dan pararel yang dipandang cahaya sebagai reflektor. Pada gambar diatas gtratingnya

adalah uniform, sehingga Λ periode bragggratingnya adalah konstan [11].

Gambar 2.13 Panjang gelombang bragg

Adanya grating tersebut di dalam fiber menyebabkan fiber bragg grating

merefleksikan panjang gelombang cahaya yang hanya memenuhi kondisi bragg dan mentransmisikan semua panjang gelombang yang lain.

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Umum

Pada Bab II telah diketahui tentang landasan teori yang diperlukan dalam pengerjaan Tugas Akhir ini. Landasan teori tersebut mencakup hal dasar pada pengertian dalam rumusan panjang gelombang yang mempengaruhi mode order pada serat optik.

Untuk menganalisis pergeseran 1/4 panjang gelombang dengan menggunakan pengaruh pada mode order dengan mengetahui mode order pada serat optik. Dimana mode order merupakan bilangan berubah-ubah yang diberikan pada pergeseran yang dianalisa yang telah ditentukan arah rambatnya secara konstan, untuk itu tidak diperlukan daerah yang akan diukur karena dilakukan secara menyeluruh pada gelombang serat optik, sebagai berikut

1. Struktur bahan DFB Laser

2. Mode Order yang telah ditentukan 3. Parameter yang mempengaruhi

3.2 Struktur bahan DFB Laser

Pemahaman tentang mode order pada cahaya laser DFB serat optik harus mengetahui susunan dari pada bahan sumber cahaya serat optik yang ditunjukkan pada Gambar 3.1 struktur lapisan dari bahan InGaAsp /Inp. Ada tiga lapisan

quaternary (Q), lapisan waveguide (Q1), lapisan aktif (Q2), dan lapisan buffer (penyangga) (Q3). Ketebalan lapisan dilambangkan oleh t, d dan h. Panjang gelombang celah pita (bandgap) energi diasumsikan yaitu 1,3 µm; 1,55 µm; dan 1,3

Gambar 3.1 Struktur lapisan Distributed Feedback (DFB)

Dalam lapisan aktif akan terjadi perambatan cahaya yang terdapat panjang gelombang yang akan dapat menyalurkan cahaya dari awal pengiriman sampai pada penerima yang tunjukkan pada Gambar 3.2 yang merupakan pusat dari pada kerja serat optik.

Gambar 3.2 Lapisan aktif pada InGaAsp

Gelombang pada lapisan aktif layer dan Mode order terdapat pada lapisan aktif InGaAsp yang ditunjukkan pada Gambar 3.3.

Gambar 3.3 Mode order pada lapisan aktif InGaAsp

3.3 Mode Order

Untuk menentukan mode order dapat di tentukan dengan mengetahui arah rambat dari pada gelombang cahaya pada serat optik. Mode order pada DFB laser yang berbentuk melintang dan membujur yang terdapat disekitar panjang gelombang

bragg ( B).

Mode order yang berbentuk melintang adalah mode yang terbentuk antara perpaduan lapisan dielectric dengan lapisan yang berbeda dari dioda laser. Arah melintang dapat digambarkan oleh indeks mode bilangan bulat (p, q).

Mode Order untuk membujur yang menghasilkan keluaran frekuensi tunggal, yang mungkin dicapai dengan mengurangi panjangnya di resonator sedemikian sehingga frekwensi yang mengatur jarak antara sudut membujur bersebelahan melebihi lebar spektral memperbesar medium. Lebih baik mendekati untuk mencapai single-frequency operasi melibatkan penggunaan dari reflektor dibagi-bagikan (Bragg gratings) sebagai pengganti permukaan kristal yang dibelah yang bertindak sebagai cermin lumped di dalam Fabry-Perot Bentuk wujud. Ketika distributed feedback laser

dibagi-bagikan permukaan kristal adalah antireflection ( AR) yang dilapisi untuk memperkecil cerminan/pemantulan pada Gambar 3.4.

Gambar 3.4 Mode Order (m) pada arah melintang dan membujur

Terdapat tiga perbedaan arah mode ordernya yaitu : Untuk m = 0 arah rambatnya ( )

Untuk m = 1 arah rambatnya ( ) Untuk m = 2 arah rambatnya

Untuk m = 3, 4 dan seterusnya sama dengan untuk m = 2 karena panjang gelombang

( ) lebih besar 1.

Gambar 3.5 Pergeseran ¼ panjang gelombang pada laser DFB

Spektrum Keluaran secara simetris membagi-bagikan di sekitar Panjang gelombang Bragg di dalam DFB diode laser diidealkan. Di dalam distributed-feedback (DFB) laser, panjang gelombang selector dibentuk keseluruh daerah efektif.

3.4 Parameter Serat Optik

Untuk menganalisa pergeseran 1/4 panjang gelombang pada laser DFB serat optik harus melihat dari grafik redaman pada serat optik menurut ITU-T G.0653E yang ditunjukkan pada Gambar 3.7 [15].

Gambar 3.7 Hubungan Redaman dengan panjang gelombang pada serat optik

3.4.1 Redaman

Cahaya yang merambat dalam serat optik intensitasnya akan berkurang, pengurangan intensitas ini disebut atenuasi. Atenuasi disebabkan oleh penyerapan cahaya oleh bahan material serat optik serta penghamburan cahaya. Besarnya atenuasi tergantung jarak yang ditempuh dan karakteristik bahan serat optik. Bagian ini akan di lihat panjang gelombang dengan perubahan mode order pada setiap penelitiannya, sehingga di cocokkan dengan panjang gelombang yang di hasilkan dengan grafik hubungan redaman dengan panjang gelombang.

BAB IV

HASIL PEMBAHASAN

4.1 Pergeseran ¼ λ Distributed Feedback (DFB)

Pada panjang gelombang yang digeser 1/4 panjang gelombang pada lapisan aktif yang ditunjukkan pada Gambar 4.1

Gambar 4.1 Pada saat mengalami Pergeseran 1/4 panjang gelombang

Sehingga dalam mencari pergeseran (panjang gelombang) pada serat optik yang digunakan pada cahaya laser DFB dengan mengunakan rumus pada persamaan (3.4)

4.2 Data Perhitungan Panjang Gelombang

Untuk menghasil nilai panjang gelombang maka pengaruh mode order yang sangat begitu penting pada analisa data tersebut, agar meghasilkan panjang gelombang yang sesuia dengan yang digunakan pada serat optik yaitu 1550 nm dan

melihat seberapa jauh pergeseran panjang gelombangnya. Maka dapat dihitung untuk m= 0,1,2,3,4 adalah sebagai berikut:

Untuk m = 0

= B ± (m+ )

= B ± (0+ )

= B ± ( )

= B ± maka perhitungannya sebagai berikut;

= 1550 x 10-9

±

= 1550 x 10-9

±

= 1550 x 10-9

± 0,04004 x10-10

= 1550 x 10-9

± 00,4004 x10-9

= (1550 ± 00,4004) x 10-9 untuk sebelah kiri m = 0 adalah

= (1550 - 00,4004) x 10-9

= (154λ,5λλ6) x 10-9 m

= 154λ,5λλ6 nm

untuk sebelah kanan pada m = 0 adalah

= (1550 +00,4004) x 10-9

= (1550,04004) x 10-9 m

= 1550,04004 nm

untuk menghitung mode order 1,2,3 dan 4 sama dengan menghitung mode order 0 Hasil tersebut dapat dibuat dalam Tabel 4.1.

Tabel 4.1 Hasil panjang gelombang (nm)

M Pergeseran yang di hasilkan (nm)

0 1/4 1550,04 – 1549,96

1 3/4 1550,12 – 1549,88

2 5/4 1550,20 – 1549,80

3 7/4 1550,28 – 1549,72

4 9/4 1550,36 – 1549,64

Dari Tabel 4.1 dapat digambarkan grafik pada Gambar 4.2 yang terdapat pada Lampiran A .

Gambar 4.2 Hubungan Panjang gelombang terhadap pergeserannya

Dari Tabel 4.1 dan Gambar 4.2 dapat dianalisa bahwa pada saat 1/4 (0.25)

nilai yang di hasilkan pada sisi kiri/negatif sebesar 154λ.λ6 nm dan pada sisi kiri/

positif sebesar 1550.04 pada saat mode (m) dalam keadaan 0, sedangkan pada saat

mode =1 nilai yang di hasilkan pada sisi kiri dan kanan yaitu (1549.88 – 1550.12)

mangalami pergeseran yaitu 5/4 , untuk m= 3 pergeseran nya dihasilkan 7/4 maka panjang gelombang yang di hasilkan dari perhitungan asalah (1550,28 –

154λ,72) nm dan untuk m = 4 dengan pergeseran λ/4 dihasilkan panjang

gelombangnya sebesar (1550,36 –154λ,64) nm. Semakin besar pergeseran (panjang gelombang) maka panjang gelombang yang di hasilkan semakin menjauhi dari panjang gelombang yang telah direkomendasikan dari 1550 nm.

Untuk Hubungan antara panjang gelombang dengan redaman yang dapat ditunjukkan sebelumnya pada Gambar 3.7 sesuai standar ITU-T G.0653E grafik panjang gelombang dengan redaman. Dapat diperkirakan hubungan panjang gelombang yang digeser pada panjang gelombang dan redaman yang di hasilkan dapat di lihat pada Tabel 4.2.

Tabel 4.2 Hubungan panjang gelombang dengan redaman

M Pergeseran yang di hasilkan (nm) Redaman (dB)

0 1/4 1550,04 – 1549,96 0.2

1 3/4 1550,12 – 1549,88 0.22

2 5/4 1550,20 – 1549,80 0.23

3 7/4 1550,28 – 1549,72 0.24

4 9/4 1550,36 – 1549,64 0.25

Dapat ditunjukkan dalam hubungan panjang gelombang dengan redaman pada Gambar 4.3 yang terdapat pada Lampiran B.

Gambar 4.3 Hubungan Panjang Gelombang dengan Redaman (dB)

Dari Tabel 4.2 dan Gambar 4.3 dapat di analisa bahwa pada pada panjang

gelombang yang pergeserannya 1/4 (0.25) pada di hasilkan bahwa redamannya 0.2 dB/km dan pada pergeseran 3/4 (0.75) maka redamannya di hasilkan 0.22 dB/km untuk pergeseran 5/4 redaman diperoleh sebesar 0,23 dB/km, pergeseran 7/4 redaman 0,24 dB/km dan pergeseran λ/4 redaman 0,25 dB/km, maka dalam hal ini bahwa semakin besar pergeseran panjang gelombangnya ( ) maka redaman yang di hasilkan semakin besar, maka untuk pergeseran 1/4 lebih bagus dari pergeseran

BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan

Dari analisis yang dilakukan, maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut: 1. Pada pergeseran 1/4 panjang gelombang yang di hasilkan pada reflectivities pada

sisi kanan dan kiri yaitu (1550,04 – 1549,96) nm, sedangkan pada pergeseran 3/4 panjang gelombang dihasilkan (1550,12 – 1549,88) nm, nampak jelas semakin jauh dari panjang gelombang 1550 nm.

2. Pada pergeseran panjang gelombang 1/4 panjang gelombang dengan redaman dihasilkan 0,2 dB/ km dan pada pergeseran 3/4 panjang gelombang dengan redaman dihasilkan 0,22 dB/km. semakin panjang panjang gelombang yang digeser maka semakin besar redaman yang dihasilkan.

5.2 Saran

Agar penelitian ini dapat berkembang lebih baik lagi, disarankan agar melanjutkan penelitian dengan melakukan pergeseran panjang gelombang ( ) yang lainnya agar menghasilkan redaman yang semakin kecil.

DAFTAR PUSTAKA

[1] H. Kressel and J. K. Butler, semiconductor Laser and Heterojunction LEDs,

Academic, New York,1977.

[2] Nugraha, Andi Rahman ST. 2006. “Serat Optik”.Yogyakarta Penerbit ANDI. [3] Putu, Dewa. 200λ. “Fiber Optik Pada Jaringan Komputer”.

[4] IT Telkom – Digilib –“Serat Optik”

http://digilib.ittelkom.ac.id/index.php?option=com_content&view=article&id =410:serat-optik&catid=23:sistem-komunikasi-optik&Itemid=14

[5] Prasetya, Dwi, 200λ. Jurnalμ “Serat Optik” . Universitas Sriwijayaμ Palembang.

[6] Ikawati, Yunia , dkk. 2011, Jurnal “Analisa Interferensi Elektromagnetik Pada Propagasi Wi-Fi Indoor”. Institut teknologi Surabaya: Surabaya

[7] W. Koechner, „ soνid-state laser Enginering‟, Springer Verlag, Berlin 1λλλ [8] O. Svelto,”Principle of Lasers ν 4th Edition”, Plenum Press, New York, 1λλ8 [9] Hecht, Jeff (1992). The Laser Guidebook (Second ed.). New York:

McGraw-Hill, Inc. pp. 317–321. ISBN 0-07-027738-9.

[10] "Wavelength Tuning in DBR Lasers". www.photodigm.com. Retrieved 2 December2014.

[11] "Distributed Feedback Lasers". RP Photonics Encyclopedia. Retrieved 27 August 2014.

[12] Klehr, A.; Wenzel, H.; Brox, O.; Erbert, G.; Nguyen, T-P.; Trankle, G. (2009). "High power DFB lasers for D1 and D2 rubidium absorption spectroscopy and atomic clocks". Proc. of SPIE 7230: 72301I-1–8. doi:10.1117/12.805858.

[13] Spencer, John; Young, Preston. "Photodigm Applications Note: Contrasting the Photodigm DBR Laser Diode Architecture with Competing DFB Designs". photodigm.com. Retrieved 27 August 1997.

[14] Gerd Keiser “ Optical Fiber Communications” third edition, vol.178, New York, 1990

[15] Redaman dan Dispersi: Parameter Budget Link Transmisi NGN Menurut rekomendasi ITU-T G.0653E

A. Panjang gelombang dan pergeserannya

clc clear

Lb = 1550*10^(-9); Le = 10000*10^(-6); ne = 1.5;

X = 2*ne*Le;

m = 0; while m < 5

L_pos = Lb + ((Lb^2/X)*(m+0.5)); L_positif(m+1)= L_pos;

m = m+1; end

m = 0; while m < 5

L_neg = Lb - ((Lb^2/X)*(m+0.5)); L_negatif(m+1)= L_neg;

m = m+1; end L_positif L_negatif

t = [0.25,0.75,1.25,1.4,2.25];

subplot(2,1,2);

plot(L_positif,t,'om-'); grid on;

title('Pergeseran Lambda disisi kanan') ylabel('Pegeseran Panjang Gelombang'); xlabel('Panjang Gelombang');

subplot(2,1,1);

plot(L_negatif,t,'ob-'); grid on;

title('Pergeseran Lambda disisi kiri'); ylabel('Pergeseran Panjang Gelombang'); xlabel('Panjang Gelombang');

B. Redaman

clc clear

Lb = 1550*10^(-9); Le = 10000*10^(-6); ne = 1.5;

X = 2*ne*Le;

m = 0; while m < 5

L_pos = Lb + ((Lb^2/X)*(m+0.5)); L_positif(m+1)= L_pos;

m = m+1; end

m = 0; while m < 5

L_neg = Lb - ((Lb^2/X)*(m+0.5)); L_negatif(m+1)= L_neg;

m = m+1; end L_positif L_negatif

t = [0.2,0.22,0.23,0.24,0.25];

subplot(2,1,2);

plot(L_positif,t,'om-'); grid on;

title('Pergeseran Lambda disisi kanan') ylabel('redaman (dB)'); xlabel('Panjang Gelombang'); subplot(2,1,1); plot(L_negatif,t,'ob-'); grid on;

title('Pergeseran Lambda disisi kiri'); ylabel('redaman (dB)')

BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan

Dari analisis yang dilakukan, maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut: 1. Pada pergeseran 1/4 panjang gelombang yang di hasilkan pada reflectivities pada

sisi kanan dan kiri yaitu (1550,04 – 1549,96) nm, sedangkan pada pergeseran 3/4 panjang gelombang dihasilkan (1550,12 – 1549,88) nm, nampak jelas semakin jauh dari panjang gelombang 1550 nm.

2. Pada pergeseran panjang gelombang 1/4 panjang gelombang dengan redaman dihasilkan 0,2 dB/ km dan pada pergeseran 3/4 panjang gelombang dengan redaman dihasilkan 0,22 dB/km. semakin panjang panjang gelombang yang digeser maka semakin besar redaman yang dihasilkan.

5.2 Saran

Agar penelitian ini dapat berkembang lebih baik lagi, disarankan agar melanjutkan penelitian dengan melakukan pergeseran panjang gelombang ( ) yang lainnya agar menghasilkan redaman yang semakin kecil.

DAFTAR PUSTAKA

[1] H. Kressel and J. K. Butler, semiconductor Laser and Heterojunction LEDs, Academic, New York,1977.

[2] Nugraha, Andi Rahman ST. 2006. “Serat Optik”.Yogyakarta Penerbit ANDI. [3] Putu, Dewa. 200λ. “Fiber Optik Pada Jaringan Komputer”.

[4] IT Telkom – Digilib –“Serat Optik”

http://digilib.ittelkom.ac.id/index.php?option=com_content&view=article&id =410:serat-optik&catid=23:sistem-komunikasi-optik&Itemid=14

[5] Prasetya, Dwi, 200λ. Jurnalμ “Serat Optik” . Universitas Sriwijayaμ Palembang.

[6] Ikawati, Yunia , dkk. 2011, Jurnal “Analisa Interferensi Elektromagnetik Pada Propagasi Wi-Fi Indoor”. Institut teknologi Surabaya: Surabaya

[7] W. Koechner, „ soνid-state laser Enginering‟, Springer Verlag, Berlin 1λλλ [8] O. Svelto,”Principle of Lasers ν 4th Edition”, Plenum Press, New York, 1λλ8 [9] Hecht, Jeff (1992). The Laser Guidebook (Second ed.). New York:

McGraw-Hill, Inc. pp. 317–321. ISBN 0-07-027738-9.

[10] "Wavelength Tuning in DBR Lasers". www.photodigm.com. Retrieved 2 December2014.

[11] "Distributed Feedback Lasers". RP Photonics Encyclopedia. Retrieved 27 August 2014.

[12] Klehr, A.; Wenzel, H.; Brox, O.; Erbert, G.; Nguyen, T-P.; Trankle, G. (2009). "High power DFB lasers for D1 and D2 rubidium absorption spectroscopy and atomic clocks". Proc. of SPIE 7230: 72301I-1–8. doi:10.1117/12.805858.

[13] Spencer, John; Young, Preston. "Photodigm Applications Note: Contrasting the Photodigm DBR Laser Diode Architecture with Competing DFB Designs". photodigm.com. Retrieved 27 August 1997.

[14] Gerd Keiser “ Optical Fiber Communications” third edition, vol.178, New York, 1990

[15] Redaman dan Dispersi: Parameter Budget Link Transmisi NGN Menurut rekomendasi ITU-T G.0653E

A. Panjang gelombang dan pergeserannya

clc clear

Lb = 1550*10^(-9); Le = 10000*10^(-6); ne = 1.5;

X = 2*ne*Le; m = 0;

while m < 5

L_pos = Lb + ((Lb^2/X)*(m+0.5)); L_positif(m+1)= L_pos;

m = m+1;

end

m = 0;

while m < 5

L_neg = Lb - ((Lb^2/X)*(m+0.5)); L_negatif(m+1)= L_neg;

m = m+1;

end

L_positif L_negatif

t = [0.25,0.75,1.25,1.4,2.25]; subplot(2,1,2);

plot(L_positif,t,'om-'); grid on;

title('Pergeseran Lambda disisi kanan') ylabel('Pegeseran Panjang Gelombang'); xlabel('Panjang Gelombang');

subplot(2,1,1);

plot(L_negatif,t,'ob-'); grid on;

title('Pergeseran Lambda disisi kiri'); ylabel('Pergeseran Panjang Gelombang'); xlabel('Panjang Gelombang');

B. Redaman

clc clear

Lb = 1550*10^(-9); Le = 10000*10^(-6); ne = 1.5;

X = 2*ne*Le; m = 0;

while m < 5

L_pos = Lb + ((Lb^2/X)*(m+0.5)); L_positif(m+1)= L_pos;

m = m+1;

end

m = 0;

while m < 5

L_neg = Lb - ((Lb^2/X)*(m+0.5)); L_negatif(m+1)= L_neg;

m = m+1;

end

L_positif L_negatif

t = [0.2,0.22,0.23,0.24,0.25]; subplot(2,1,2);

plot(L_positif,t,'om-'); grid on;

title('Pergeseran Lambda disisi kanan') ylabel('redaman (dB)');

xlabel('Panjang Gelombang'); subplot(2,1,1);

plot(L_negatif,t,'ob-'); grid on;

title('Pergeseran Lambda disisi kiri'); ylabel('redaman (dB)')