Rayleigh pada Transmisi Serat Optik

36 Gambar 3.3 Cahaya dapat Merambat Melalui Serangkaian Pemantulan di dalam Serat Optik

3.2 Rayleigh pada Transmisi Serat Optik

Dalam pembuatan serat optik, sering kali terjadi ketidaksempurnaan pada bahan, seperti tidak homogennya indeks bias, tidak sempurnanya atom pembentuk, dan terbawanya atom-atom lain dalam serat optik. Ketidakhomogenan indeks bias dalam serat optik akan menimbulkan hamburan sinar berpencarnya sinar yang dinamakan dengan hamburan rayleigh. Peristiwa ini terjadi karena adanya berkas cahaya yang meengenai suatu materi dalam serat optik yang kemudian menghamburkanmemancarkan berkas- berkas cahaya tersebut ke segala arah. Hal ini disebabkan ketidakhomogenan materi yang terdapat dalam serat optik tersebut yang mempunyai sifat menghamburkan suatu berkas cahaya. Universitas Sumatera Utara 37 Seberkas cahaya yang melalui suatu gelas dengan variasi indeks bias disepanjang gelas tadi, sebagian energinya akan hilang dihamburkan oleh benda benda kecil yang ada di dalam gelas. Hamburan yang disebabkan oleh tumbukan cahaya dengan partikel tersebut dinamakan hamburan rayleigh ditunjukkan pada Gambar 3.4. Gambar 3.4 Hamburan akibat penghalang yang besar Rugi-rugi ini berasal dari variasi mikroskopik pada kepadatan material. Pada dasarnya, serat optik terbentuk dari beberapa molekul. Keberadaan molekul pada serat optik ini memiliki kepadatan molekul yang lebih padat pada suatu daerah dibanding dengan daerah lainnya. Adanya perbedaan ini menimbulkan variasi indeks bias pada serat optik dalam jarak tertentu yang relatif kecil dibanding dengan panjang gelombang. Variasi indeks bias ini menyebabkan hamburan dari cahaya tersebut. Penyebaran rayleigh terjadi sebagai akibat tidakhomogennya indeks bias pada core serat optik. Bilamana pada core serat optik terjadi perubahan indeks bias yang lebih pendek daripada panjang gelombang sinar yang dirambatkan, maka akan terjadi hamburan yang dapat dilihat pada Gambar 3.5[5]. Universitas Sumatera Utara 38 Gambar 3.5 Penyebaran Rayleigh Persamaan yang digunakan untuk penyebaran rayleigh, sebagai berikut[5]: .……………………….………….….3.4 Dimana : = Rugi-rugi Rayleigh dB = Koefisien kemampatan Isothermis bahan n = Indeks bias inti = Konstanta Boltzman T f = Suhu dimana fluktuasi kerapatan melebur dalam Glass λ = Panjang gelombang µm Menurut Govind P. Agrawal dalam bukunya, persamaan diatas disederhanakan menjadi[6]: ……………………………………………………….….……..3.5 Universitas Sumatera Utara 39 Dimana konstanta C berkisar 0.7–0.9 dBkmµm 4 tergantung pada konstituen inti serat[6].

3.3 Metode Perhitungan