3.3 Prosedur Penelitian
3.3.1 Pembuatan program Pada bagian ini sebuah program dirancang
untuk mengetahui pola transmitansi dan reflektansi dari gelombang elektromagnetik
yang telah diturunkan. Piranti lunak yang digunakan adalah devc++.
3.3.2 Analisis output Analisis output yang dihasilkan dari
program komputer yang telah selesai dibuat dilakukan dengan menguji kesamaan bentuk
kurva transmitansi dan reflektansi yang terdapat dalam literatur.
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
Kristal fotonik satu dimensi merupakan sistem optik periodik yang tersusun atas unit-
unit sel identik. Masing-masing unit sel tersebut terdiri atas dua atau lebih lapisan
material dielektrik dengan indeks bias rendah dan tinggi. Kristal fotonik tersebut adalah
susunan kristal fotonik yang regular. Kristal fotonik satu dimensi dengan apodisasi
memiliki perbedaan susunan dengan kristal fotonik regular. Hal yang membedakannya
yaitu pada arah merambatnya cahaya sejumlah lapisan bagian depan dan bagian belakang
krisal
fotonik regular
digantikan oleh
sejumlah indeks bias non-periodik. Dalam penelitian ini jumlah lapisan yang digunakan
untuk apodisasi yaitu lima lapisan di bagian depan sistem periodik dan lima lapisan di
belakang sistem periodik. Apodisasi hanya menggantikan
sebagian jumlah
lapisan periodik, maka jumlah lapisan kristal fotonik
regular dan jumlah lapisan kristal fotonik dengan apodisasi adalah sama.
Pada penelitian ini, sudut datang cahaya dari medium luar ke kristal fotonik yaitu 0
o
. Hal ini berpengaruh terhadap matriks dinamik
yang digunakan. Jika dipengaruhi sudut, ada perbedaan antara matriks dinamik TE dan
matriks dinamik TM. Namun, apabila sudut awal yang digunakan 0
o
maka matriks dinamik TE dan TM sama. Dengan demikian,
hasil dari penelitian gelombang EM TE dan TM memperoleh hasil yang sama.
Piranti lunak yang digunakan untuk analisis yaitu berbasis bahasa c++. Luaran
yang dihasilkan yaitu graphical user interface GUI dan grafik hubungan
ɷɷ terhadap
transmitansi. Pada GUI yang dirancang, terdapat parameter-parameter fisis yang harus
dimasukan nilai tertentu. Apabila diproses akan menghasilkan dua grafik dalam satu
windows. Grafik berwarna hitam tebal adalah grafik yang dihasilkan dari kristal fotonik
dengan apodisasi dan grafik yang berwarna biru menunjukan hasil dari kristal fotonik
regular.
4.1 Struktur Apodisasi Simetris dengan Variasi Indeks Bias dari Kecil ke
Besar
Struktur apodisasi
yang simetris
ditunjukan pada Gambar 10. Indeks bias periodik yang digunakan yaitu OS-5 dengan
indeks bias 1,4 dan MgF
2
dengan indeks bias 2,1 menghasilkan indeks bias efektif untuk
kristal fotonik regular sebesar 1,68. Indeks bias apodisasi divariasikan untuk
memperoleh indeks bias efektif yang berbeda- beda. Indeks bias efektif kristal fotonik
dengan apodisasi
divariasikan dan
dibandingkan dengan indeks bias kristal fotonik regular.
Untuk n
a,
n
b,
n
c,
n
d,
dan n
e
semakin membesar divariasikan dengan perbedaan
antar indeks bias yang kecil dan perbedaan antar indeks bias yang besar. Pada perbedaan
antar indeks bias yang kecil n
a
= 1,66
,
n
b
= 1,67
,
n
c
= 1,68
,
n
d
= 1,69
,
dan n
e
= 1,7 menghasilkan indeks bias efektif sebesar 1,68
sama dengan indeks bias efektif kristal fotonik regular . Pada perbedaan antar indeks
bias yang besar n
a
= 1,327
,
n
b
= 1,527
,
n
c
= 1,727
,
n
d
= 1,928
,
dan n
e
= 2,128 menghasilkan indeks bias efektif sebesar 1,68. Baik pada
perbedaan antar indeks bias kecil maupun pada perbedaan antar indeks bias besar,
dilakukan pengamatan untuk indeks bias efektif lebih kecil dan lebih besar dari indeks
bias efektif kristal fotonik regular.
Gambar 10 a Struktur kristal fotonik dengan apodisasi simetris b
Struktur kristal fotonik regular.
a
b
c Gambar 11 Kristal fotonik dengan apodisasi
simetris dengan variasi indeks bias dari kecil ke besar dan
perbedaan antar indeks bias kecil a memiliki indeks bias efektif
1,203 ; b memiliki indeks bias efektif 1,68 ; c memiliki indeks
bias efektif 1,947.
Dari Gambar 11, kristal fotonik dengan apodisasi memiliki pola transmitansi yang
berbeda dengan kristal fotonik regular. Kristal fotonik dengan apodisasi dapat mengangkat
band gap dan mengurangi jumlah side lobe. Semakin besar indeks bias efektif dari kristal
fotonik dengan apodisasi maka jumlah side lobe semakin bertambah dan band gap juga
semakin turun. Hal ini menunjukan bahwa untuk indeks bias efektif kecil, kristal fotonik
dengan apodisasi mengurangi interferensi destruktif pada daerah band gap dan berfungsi
sebagai transmiter. Sebaliknya, untuk indeks bias efektif besar, kristal fotonik dengan
apodisasi meningkatkan interferensi destruktif pada daerah band gap dan berfungsi sebagai
reflektor. a
b
c Gambar 12 Kristal fotonik dengan apodisasi
simetris dengan variasi indeks bias dari kecil ke besar dan
perbedaan antar indeks bias besar a memiliki indeks bias efektif
1,446; b memiliki indeks bias efektif 1,680 ; c memiliki
indeks bias efektif 1,889.
Pada Gambar 12, kristal fotonik dengan apodisasi yang memiliki perbedaan antar
indeks bias indeks menghasilkan pola
transmitansi yang hampir sama dengan kristal fotonik dengan apodisasi yang memiliki
perbedaan antar indeks bias kecil. Persamaan tersebut yaitu dapat mengangkat band gap dan
mengurangi jumlah side lobe. Semakin besar indeks bias efektif darikristal fotonik dengan
apodisasi maka jumlah side lobe semakin bertambah dan band gap juga semakin turun.
Hal ini menunjukan bahwa untuk indeks bias efektif kecil, kristal fotonik dengan apodisasi
berfungsi sebagai transmiter dan sebaliknya untuk indeks bias efektif besar, kristal fotonik
dengan apodisasi berfungsi sebagai reflektor. Kelebihan pada kristal fotonik dengan
apodisasi yang memiliki perbedaan antar indeks bias indeks bias besar yaitu pola
transmitansi pada Gambar 12 a dapat dimanfaatkan untuk optimasi side lobe dan
terlihat juga pelebaran band gap. Selain itu kelebihan lainnya yaitu pada Gambar 12 b
terdapat side lobe datar yang bisa juga dimanfaatkan untuk optimasi side lobe.
Optimasi side lobe bermanfaat untuk sistem telekomunikasi.
4.2 Struktur Apodisasi Simetris dengan Variasi Indeks Bias dari Besar ke
Kategori