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