Fase Indeks Efektif Gelombang Elektromagnetik

2.5.1 Fase Indeks Efektif

Gelombang merambat dalam waveguide pada inti dengan indeks bias n 1 dan dilapisi cladding dengan indeks bias n 2 . Gelombang terjebak dalam inti oleh pemantulan internal total. Gelombang dalam waveguide merambat zig-zag pada arah sudut sebesar θ. Gelombang ini mempunyai faktor propagasi k = k .n 1 dengan k adalah faktor propagasi ruang bebas. Pada gambar 2.5 berikut ini diperlihatkan komponen-komponen faktor propagasi gelombang . Komponen disebut faktor propagasi longitudinal dan h adalah komponen vertikal dari k. 2.25 k h θ k h θ Gambar 2.5 Faktor propagasi untuk gelombang dalam pemandu gelombang plat. Faktor propagasi adalah perbandingan antara frekuensi sudut ω dengan kecepatan fase dalam pemandu gelombang, yaitu . atau 2.26 Jika indeks bias adalah kecepatan cahaya di ruang hampa dibagi kecepatan dalam suatu medium, maka dapat didefinisikan indeks bias efektif neff yaitu perbandingan antara kecepatan cahaya di ruang hampa dengan kecepatan dalam pemandu. 2.27 Karena maka: 2.28 Sehingga, Universitas Sumatera Utara 2.29 Dengan: = Faktor propagasi ω = Frekuensi sudut υ g = Kecepatan fase gelombang dalam waveguide = Indeks bias efektif = Bilangan gelombang diruang hampaudara 2.6 Pandu Gelombang Waveguide Pandu gelombang planar merupakan struktur dasar Integrated Optic IO karena berfungsi sebagai optoboard tempat dibangunnya komponen IO. Ada beberapa devisi optik nonlinear ONL yang dibuat berbasiskan pandu gelombang planar optical swiching Bahtiar, 2006. Pandu gelombang planar terdiri dari film tipis indeks bias n f yang terletak diantara substrat n s dan selubung cladding n c yang berupa udara. Agar udara dapat berpropagasi didalam pandu gelombang planar tersebut, maka selain persyaratan n f n s n c juga terdapat persyaratan ketebalan minimum. Jumlah mode yang dapat berpropagasi dalam pandu gelombang planar tersebut bergantung pada parameter ketebalan dan indeks bias film. Selain ketebalan, karakteristik pandu gelombang yang penting adalah indeks bias dan waveguide loss coefficient . Kualitas pandu gelombang digambarkan dengan besarnya loss atenuasi yang menyatakan jumlah gelombang yang bocor saat disalurkan melalui pandu gelombang. Selain berasal dari absorbsi yang merupakan sifat intrinsik bahan, atenuasi juga disebabkan oleh hamburan yang diakibatkan oleh kehadiran butir kristal, dan ketidakmurnian. R. Ravindranath dkk, 2003 Mekanisme terjadinya gelombang terpandu dalam pandu gelombang dapat dijelaskan dengan pendekatan ray optic maupun mode gelombang. Dalam ray optic, gambaran mengenai mode-mode gelombang terpandu dapat dijelaskan sebagai berkas yang berpropagasi zig-zag ini merupakan akibat dari pemantulan total seperti pada gambar 2.6 Thomas, 1997 Universitas Sumatera Utara n 2 n 1 n 1 θ θ x = d x = 0 x y z Gambar 2.6 Mekanisme pemandu gelombang dengan pendekatan ray optic. Palais, 2002 Konsep pandu gelombang optik sebagai media transmisi pada suatu sistem komunikasi didasarkan pada hukum Snellius untuk perambatan cahaya pada media transparan. Pemandu gelombang optik dibentuk dari dua lapisan utama yaitu lapisan utama yang pada plat dielektrik berupa lapisan tipis dengan indeks bias n 1 yang menempel pada indeks bias n 2 yang lebih kecil dari n 1 . Palais, 2002 Profil indeks bias dari suatu permukaan pandu gelombang bias berupa graded index atau step index. Step index mempunyai karakter indeks bias lapisan tipis n 1 yang seragam dan secara tegas berada pada indeks bias cladding n 2, seperti pada gambar 2.7a. Graded index merupakan karakter indeks bias n 1 lapisan tipis yang berubah secara berangsur sebagai fungsi dari r, pada nilai r tertentu besarnya sama dengan indeks bias n 2 seperti gambar 2.7b. multimode n 1 n 2 n 1 r n a Universitas Sumatera Utara r n n 1 n 2 n 2 multimode b Gambar 2.7 Profil indeks bias step index a dan graded index b Moller, 1998 2.7 Gelombang - Gelombang Terpandu Guided Waves

2.7.1 Distribusi RuangSpatial