yang berisi medium aktif laser dan tabung luar yang dialiri air dan berfungsi sebagai pendingin. Laser CO
2
bekerja pada panjang gelombang 9- 11 μm.
F. Detektor Fotoakustik
Detektor fotoakustik merupakan alat untuk mengukur konsentrasi gas dalam orde yang sangat kecil yaitu part per million ppm hingga part per
billion ppb . Detektor fotoakustik bekerja dengan prinsip serapan cahaya.
Detektor fotoakustik terdiri dari laser sebagai sumber cahaya, sel fotoakustik sebagai tempat gas sampel berada dan mikrofon yang digunakan untuk
mendeteksi sinyal akustik seperti pada gambar 2.4 berikut:
Gambar 2.4 Detektor Fotoakustik.
Cahaya laser dilewatkan pada sel fotoakustik, jika frekuensi yang dimilikinya sesuai dengan energi transisi dari molekul gas dalam sel
fotoakustik, maka energi dari cahaya laser akan diserap oleh sebagian molekul gas sampel dan digunakan oleh molekul gas tersebut untuk
bereksitasi dari tingkat energi yang lebih rendah ke tingkat energi yang lebih
tinggi. Molekul gas yang bereksitasi kemudian melakukan deeksitasi secara non radiasi dengan melepaskan tenaganya dan memberikannya kepada
molekul gas lainnya yang ditumbuknya. Molekul gas yang ditumbuk mengunakan energi yang diterimanya menjadi energi translasigerak. Adanya
peningkatan energi translasi mengakibatkan terjadinya kenaikan suhu dan tekanan di sel fotoakustik.
Cahaya laser kemudian dimodulasi dengan chopper, sehingga tekanan pada sel fotoakustik akan berubah secara periodik. Tekanan yang berubah
secara periodik disebut bunyi. Sinyal bunyi atau akustik tersebut kemudian ditangkap oleh mikrofon dan diperkuat dengan lock-in amplifier untuk
diproses oleh software di komputer. Sinyal fotoakustik mengikuti persamaan 2.5 berikut:
� =
�
� �
�
2.5 dengan : S
l
= sinyal akustik pada garis laser “l” [Volt] C = konstanta sel fotoakustik [
�
] C
g
= konsentrasi gas penyerap [ppmppb] P
l
= daya laser pada garis laser “l” [Watt] α
gl
= koefi sien serapan gas “g” pada garis laser “l” [cm
-1
] Sinyal akustik yang dihasilkan S
l
sebanding dengan konsentrasi gas penyerap C
g
, sehingga jika semakin banyak konsentrasi gas penyerapnya, maka semakin besar tekanan yang dihasilkan, dan semakin tinggi sinyal
akustik yang dihasilkan.
