Misalkan merupakan koefisien pantulan dari kedua cermin. Akan
terjadi pengurangan energi dalam lintasan bolak-balik sebesar faktor , dapat
dituliskan :
2 1
, r r
2 1
r r
γ
2 exp
2 1
− =
r r
2.21
2 1
ln 2
1 r
r −
= γ
2.22 dimana
γ merupakan besarnya energi yang dipancarkan cahaya. Bila γ positif, maka akan terjadi kehilangan cahaya dalam satu lintasan.
Apabila terjadi kehilangan cahaya, maka intensitas dalam tiap lintasan akan berubah sebesar:
I = exp
γ α −
L I
Agar diperoleh aksi laser, penguatan harus cukup untuk mengimbangi kehilangan energi sehingga kondisi inversi populasi dapat tercapai. Untuk itu,
1 exp
−
γ α
L
atau γ
α L
2.23 Keadaan ambang akan tercapai jika
γ α =
L 2.24
Sehingga laser akan bekerja jika :
L γ
α ≥ 2.25
2.7. Laser CO
2
Laser CO
2
merupakan bagian yang sangat penting dalam spektroskopi fotoakustik. Laser CO
2
ini merupakan sumber cahaya koheren yang pertama kali ditemukan oleh Patel pada tahun 1966. Laser CO
2
bekerja dengan panjang PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
gelombang m
µ 6
, 9
dan 10,6 m µ . Medium aktif pada laser CO
2
merupakan gas yang terdiri dari campuran CO
2
, N
2
dan He. Jika elektron dilewatkan tabung berisi CO
2
, elektron membentur molekul ke tingkat-tingkat elektronis dan vibrasi-rotasi yang lebih tinggi. Perpindahan energi resonansi dari molekul lain
seperti N
2
yang ditambahkan ke dalam gas isian, untuk menaikkan pemompaan. Untuk menghindari populasi laser rendah karena adanya rangsangan panas,
diperlukan agar temperatur CO
2
rendah. Helium mempunyai penghantar panas yang tinggi, karena itu Helium membantu menghantarkan panas keluar dan
menjaga agar temperatur CO
2
tetap dingin [Laud,1988]. Pada laser CO
2
terdapat dua sistem, yaitu axial flowing dimana gas selalu dialirkan ke dalam tabung dan sealed-off dimana gas diisi ke dalam tabung
kemudian ditutup. Untuk laser CO
2
axial flowing dapat dilihat pada gambar 2.9. Dan untuk laser CO
2
sealed-off secara umum seperti gambar 2.10.
Gambar 2.10 tabung Laser CO
2
sistem axial flowing
Gambar 2.10 tabung laser CO
2
sistem sealed off
Penggunaan laser CO
2
dipilih berdasarkan panjang gelombangnya, untuk itu digunakan kisi pada salah satu resonator optis laser CO
2
. Penggunaan kisi bertujuan agar kita dapat memilih panjang gelombang sesuai dengan wilayah
kerja yang diinginkan.
2.8. Teori Fotoakuatik
Efek Fotoakustik atau yang disebut juga optoakustik, pertama kali ditemukan oleh Alexander Graham Bell pada tahun 1880 [Spike,2006]. Pada
tahun 1960an telah dicapai terobosan baru yaitu untuk pertama kalinya digunakan laser sebagai sumber pada spektroskopi fotoakustik [Besson,2006].
Pada tahun 1980an lebih dikembangkan lagi spektroskopi fotoakustik dengan sensitivitas yang tinggi. Ini dicapai dengan digunakannya laser CO dan laser
CO
2
. Laser CO dan laser CO
2
memiliki kemonokromatisan dan daya yang tinggi. Hal inilah yang membuat pengukuran menggunakan spektroskopi
fotoakustik sangat sensitif sehingga dapat menjangkau orde pengukuran yang sangat kecil ppb.
Jika laser ditala pada frekuensi transisi dari molekul yang berada di dalam sel fotoakustik, sebagian molekul dengan aras tenaga E
1
akan dieksitasi ke aras PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
