energi foton dengan panjang gelombang yang terletak di atas daerah ultraviolet dari spektrum elektromagnetik relatif rendah, yang berarti bahwa konduksi termal klasik
melalui tabrakan dengan cacat kisi dan elektron lain adalah mekanisme perpindahan panas yang dominan.
Suhu dapat membuat perubahan suatu materi, absorptivitas dapat meningkat atau menurun, tergantung pada sifat dan modifikasi optik ke permukaan, misalnya reaksi
oksidasi atau transformasi fasa. Absorptivitas juga bervariasi dengan kekasaran permukaan. Permukaan kasar menyajikan luas permukaan yang lebih besar untuk
sinar laser, dan menyebabkan cahaya akan tercermin beberapa kali, sehingga meningkatkan total absorptivitas.
2.5.2 Konduktivitas Termals
Spesifik kapasitas panas material adalah ukuran dari energi yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu sebesar 1
o
C pada tekanan konstan. Hal ini dinyatakan dalam satuan J kg
-1
K
-1
, atau sebagai jumlah volumetrik sebagai Jm
-3
K
-1
. Temperatur kapasitas panas biasanya digunakan untuk menggambarkan jumlah molar, dan memiliki unit
J mol
-1
K
-1
. Volumetrik kapasitas panas spesifik untuk bahan homogen pada suhu kamar adalah sekitar 3 × 10
-6
Jm
-3
K
-1
. Kapasitas panas logam dan paduan meningkat dengan suhu sampai mencapai nilai membatasi 25 J mol
-1
K
-1
. Untuk keramik dan gelas kapasitas panas meningkat dengan suhu sekitar 1000
o
C, di atas yang ketetapan mendekati konstan. Dalam polimer untuk meningkatkan terus sampai suhu transisi kaca tercapai.
2.5.3 Kerapatan
Density
Hasil Tutup kemasan hasil atom memiliki kepadatan tinggi dan titik leleh tinggi. Logam dan paduan mempunyai nilai density yang tinggi, dan bahan polimer mempunyai
density yang rendah.
2.5.4 Koefisien Ekspansi Thermal
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1. Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Maret 2013 sampai Mei 2013 di Laboratorium Laser CO
2
dan Laser Dpss , bidang instrumentasi fisis dan optoelektronika Pusat Penelitian Fisika P2F Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia LIPI kompleks puspitek
Setu, Tanggerang Selatan.
3.2 Obyek Penelitian
Laser CO2 dan laser DPSS Kontinyu diinteraksi dengan beberapa material silicon rubber, plastik, acrylic dan alumunium.
Universitas Sumatera Utara
3.3 Diagram Kerja
Skema penelitian diberikan dengan blok seperti pada gambar:
SELESAI Proses Interaksi Bahan Material
dengan Laser CO
2
dan Laser DPSS MULAI
Perencanaan Penyiapan Bahan
Material sample
Pengoperasian laser CO
2
CW dan Laser DPSS
Pengukuran
diameter
crater software Image Raster
Data Hasil Pengujian Set-up Variasi Parameter
Laser terhadap bahan Pemotongan Bahan material
Peletakan pada magnetic base Laser CO
2
dan vaccum place laser DPSS
Uji Struktur Mikro Software Optilab
Pembahasan Kesimpulan
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.2 Skema tabung laser Berdasarkan Gambar 3.2 tersebut tabung laser dapat dibagi menjadi beberapa bagian,
yaitu :
Rongga resonator
Adalah rongga yang dibentuk oleh tabung laser. Berfungsi untuk menampung gas CO
2
yang akan mengalami eksitasi. Semakin besar volume rongga ini maka semakin besar daya keluaran laser yang dihasilkan.
Cermin Resonator
Cermin ini terdiri dari satu buah cermin pemantul 100 dan satu buah cermin pemantul sebagian 80, diletakkan pada kedua ujung rongga resonator dalam posisi saling
berhadapan. Apabila cahaya melewati rongga resonator maka cahaya akan memantul bolak-balik berosilasi diantara kedua cermin tersebut.
Jendela Brewster
Jendela yang diletakkan di unjung rongga resonator berfungsi sebagai polarisator. Dengan adanya jendela ini maka cahaya keluaran laser adalah cahaya yang terpolarisasi.
Universitas Sumatera Utara
Elektroda
Elektroda terdiri dari dua buah katoda yang diletakkan di ujung-ujung rongga resonator atau satu buah anoda yang diletakkan di tengah-tengah rongga resonator. Elektroda ini
berfungsi untuk memberikan lucutan listrik pada rongga resonator. •
Pendingin
Dalam suatu proses laser CO
2
, akan terjadi peningkatan temperature pada tabung laser dengan cepat dan cukup tinggi. Dengan naiknya temperature maka akan menyebabkan
ketidakstabilan pada sistem laser. Selain daripada itu akan menyebabkan kerusakan pada bagian-bagian tabung laser tersebut, yang akhirnya akan merusak system laser. Oleh
karena itu digunakan sistem pendingin air yang terdiri dari : •
pompa sirkulasi •
tabung pendingin
sisstem pendingin ini diperlihatkan pada Gambar 3.3 berikut ini :
Gambar 3.3 Sistem pendingin
Pencampur Gas dan Penghampa Udara
Untuk menghasilkan keluaran laser yang kontinyu, maka di dalam rongga resonator harus mengalir campuran gas He-N
2
-CO
2
yang berkesinambungan dan memiliki komposisi campuran yang tetap. Komposisi campuran gasi ini di atur oleh alat pencampur gas.
Setelah komposisi yang tepat di capai , maka gas tersebut dialirkan ke dalam rongga resonator. Selain itu diperlukan tekanan gas yang kontsan pada rongga resonator.
Universitas Sumatera Utara
Besarnya tekanan diatur oleh pencampur gas dan kondisinya dipertahankan oleh kombinasi antara laju gas yang mengalir pada rongga resonator dan laju penghampaan
udara oleh pompa vakum. Skema ini diperlihatkan pada Gambar 3.4 berikut ini :
Gambar 3.4 Skema aliran gas Pada vakum juga berfungsi untuk menghampakan udara pada rongga resonator pada saat
sebelum campuran gas dialirkan ke rongga resonator. Hal ini dilakukan untuk menghindari terbuangnya campuran gas dengan percuma pada saat dilakukan pengaturan
tekanan gas di dalam rongga resonator.
Catu Daya
Catu daya pada sistem laser CO
2
berfungsi sebagai pengeksitasi molekul-molekul gas agar terjadi pembalikan populasi pada sistem molekul-molekul tersebut yang selanjutnya
akan menghasilkan laser. Eksitasi akan terjadi apabila ada lucutan listrik si antara anoda dan katoda pada rongga resonator. Sistem laser ini membutuhkan sistem aliran arus listrik
yang konstan pada rongga resonator agar menghasilkan daya keluaran laser yang stabil. Pada rongga resonator dialirkan capuran gas dengan tekanan tertentu, dimana tekanan ini
berhubungan dengan resistansi gas pada rongga resonator. Dengan kata lain, resistenasi gas pada rongga resonator merupakan fungsi tekanan gas pada rongga resonator. Untuk
mengatur tekanan agar benar-benar konstan sangat sulit dilakukan pada saat gas yang He
N
2
CO
2
PENCAMPUR GAS
RESONATOR POMPA
VAKUM
Universitas Sumatera Utara
Step Key Switch
Stand by Laser hit
Keterangan
1 OFF
OFF OFF
Main switch + vacuum + pendingin ON 2
OFF ON
ON Tunggu sampai nilai 0 Torr
3 OFF
ON ON
Atur gas sampai 22 Torr sampai stabil 4
OFF OFF
OFF Current control diatur dari nilai nol
5 ON
ON OFF
Tunggu tekanan menjadi 10 Torr 6
ON ON
ON Tekanan menjadi 22 Torr, arus 20 mA
7 OFF
OFF OFF
Mematikan laser CO
2
tutup aliran gas_ 8
OFF OFF
OFF Main switch +Vacuum pump + main
switch OFF
Universitas Sumatera Utara
3.4.3 Spesifikasi Laser CO