S FIS 1001106 Chapter (1)
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Pemandu gelombang optik merupakan salah satu media transmisi yang dapat
menyalurkan informasi dengan kapasitas besar. Gelombang pembawa dari serat
optik
merupakan sinar/cahaya
laser.
Pada
perkembangannya
teknologi
telekomunikasi serat optik berkembang sangat cepat, hal ini dikarenakan
transmisi optik memiliki keunggulan, yaitu : redaman transmisi yang kecil,
bidang frekuensi yang lebar, ukurannya kecil dan ringan, tidak ada interferensi,
lebih ekonomis, aman dari penyadapan, memiliki delay 0,048 ms/km dan lainlain (Tim Elektro HME-ITB, 2000). Tidaklah heran jika pada saat ini begitu
banyak
penelitian
mengenai pemandu
gelombang
optik
untuk
sistem
telekomunikasi pada khususnya.
Pada prinsipnya cara kerja dari pemandu gelombang optik didasarkan pada
sifat cahaya ketika mengenai permukaan zat dengan indeks bias yang berbeda
seperti yang diberikan oleh Hukum I Snellius: “Jika suatu cahaya melalui
perbatasan dua jenis zat cair, maka garis semula tersebut adalah garis sesudah
sinar itu membias dan garis normal dititik biasnya, ketiga garis tersebut
terletakdalam satu bidang datar” dan Hukum II Snellius yang berbunyi:
“Perbandingan sinus sudut datang dengan sinus sudut bias selalu konstan. Nilai
konstanta dinamakan indeks bias(n)”(Arifin, S).
Berdasarkan sifat karakteristiknya jenis pemandu gelombang optik dibagi
menjadi 2, yaitu multimodedan single mode. multi mode adalah jenis serat optik
yang penjalaran cahayanya dari satu ujung ke ujung lainnya dengan melalui
beberapa lintasan cahaya dengan memiliki dua profil indeks bias yaitu graded
index dan step index.Sedangkansingle modeadalah jenis serat optik yang
1
Anggraeni, 2014
PERANCANGAN DAN FABRIKASI PROTOTYPE PEMANDU GELOMBANG OPTIK BERSTRUKTUR
PLANAR MENGGUNAKAN POLIMER
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
2
mempunyai diameter core yang sangat kecil, sehingga hanya memiliki satu
berkas cahaya saja yang dapat melaluinya yang menyebabkan tidak ada
pengaruh indeks bias terhadap perjalanan cahaya atau pengaruh perbedaan waktu
sampainya cahaya dari ujung satu ke ujung lainnya atau tidak terjadi dispersi.
Sehingga serat optik singlemode lebih sering digunakan untuk sistem transmisi
serat optik jarak jauh (Tim Elektro HME-ITB, 2000).
Untuk memperoleh pemandu gelombang optik dengan keadaan singlemode
diperlukan material dengan syarat indeks biasnya adalah �� > �� > �� dengan
�� = core, �� = substrat dan �� = udara (Rohedi, dkk. 2004).Adapun pemandu
gelombang optik yang digunakan adalah planar optical waveguides, hal ini
dikarenakan lebih mudah dibuat pada beberapa bahan material yang berbeda serta
dapat diperoleh berbagai aplikasi yang penting. Bahanelektro-optik yang
digunakanuntuk fabrikasiplanar optical waveguides cocok untukmodulator.
Bahkansilikadan polimer
organikdapat
digunakanuntuk
membentukplanar
optical waveguidesyangberguna untuk berbagaimacam aplikasi (Agrawal, 2004).
Selain itu polimer memiliki keunggulan-keunggulan seperti: mudah di fabrikasi,
lebih ekonomis dan stabil terhadap perubahan suhu. Maka dari itu digunakan cara
perancangan dan fabrikasi untuk memperoleh modal dispersion dan field profiles
dari pemandu gelombang optik tersebut.
B. Identifikasi dan Perumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang yang telah dipaparkan, permasalahan yang akan
dikaji pada penelitian ini yaitu bagaimana cara merancang, memfabrikasi serta
mengkarakterisasi bahan polimer untuk pemandu gelombang planar?
C. Tujuan
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui modal dispersion dan field profile
dari planar optical waveguides.
Anggraeni, 2014
PERANCANGAN DAN FABRIKASI PROTOTYPE PEMANDU GELOMBANG OPTIK BERSTRUKTUR
PLANAR MENGGUNAKAN POLIMER
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
3
D. Manfaat
Dengan dilakukannya penelitian pada planar optical waveguide ini,
diharapkan mampu memberikan informasi mengenai perancangan dan fabrikasi
yang sampai saat ini masih menjadi riset untuk dikembangkan hingga
dimanfaatkan sebagai aplikasigelombang elektromagnetik
E. Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan pada penelitian ini terdiri dari 5 bab. Bab 1berisikan
pendahuluanyaitu mengenai latar belakang, identifikasi dan perumusan masalah,
tujuan penelitian, manfaat penelitian dan sistematika penulisan.Bab 2 menjelaskan
tentang tinjauan pustaka pendukung yang digunakan untuk pembahasan pemandu
gelombang optik berstruktur planar. Bab 3 menyajikan metode-metode apa yang
dilakukan oleh penulis untuk menyelesaikan skripsi ini. Yang mana didalamnya
berisi prosedur pembuatan fabrikasi dan karakterisasi pemandu gelombang optik
berstruktur planar. Bab 4 berisikan tentang pembahasan-pembahasan yang dibuat
berdasarkan atas latar belakang, tujuan, dan pokok permasalahan yaitu mengenai
perancangan, fabrikasi dan karakterisasi pemandu gelombang optik berstruktur
planar dengan menggunakan bahan polimer.Dan bab 5 merupakan penutup yang
meliputi tentang kesimpulan dari pembahasan yang dilakukan dari skripsi ini serta
saran apakah pemandu gelombang optik planar berbahan polimer ini lebih efisien
untuk digunakan diberbagai aplikasi atau tidak dan termasuk kedalammodal
dispersion dan field profile seperti apa.
Anggraeni, 2014
PERANCANGAN DAN FABRIKASI PROTOTYPE PEMANDU GELOMBANG OPTIK BERSTRUKTUR
PLANAR MENGGUNAKAN POLIMER
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Pemandu gelombang optik merupakan salah satu media transmisi yang dapat
menyalurkan informasi dengan kapasitas besar. Gelombang pembawa dari serat
optik
merupakan sinar/cahaya
laser.
Pada
perkembangannya
teknologi
telekomunikasi serat optik berkembang sangat cepat, hal ini dikarenakan
transmisi optik memiliki keunggulan, yaitu : redaman transmisi yang kecil,
bidang frekuensi yang lebar, ukurannya kecil dan ringan, tidak ada interferensi,
lebih ekonomis, aman dari penyadapan, memiliki delay 0,048 ms/km dan lainlain (Tim Elektro HME-ITB, 2000). Tidaklah heran jika pada saat ini begitu
banyak
penelitian
mengenai pemandu
gelombang
optik
untuk
sistem
telekomunikasi pada khususnya.
Pada prinsipnya cara kerja dari pemandu gelombang optik didasarkan pada
sifat cahaya ketika mengenai permukaan zat dengan indeks bias yang berbeda
seperti yang diberikan oleh Hukum I Snellius: “Jika suatu cahaya melalui
perbatasan dua jenis zat cair, maka garis semula tersebut adalah garis sesudah
sinar itu membias dan garis normal dititik biasnya, ketiga garis tersebut
terletakdalam satu bidang datar” dan Hukum II Snellius yang berbunyi:
“Perbandingan sinus sudut datang dengan sinus sudut bias selalu konstan. Nilai
konstanta dinamakan indeks bias(n)”(Arifin, S).
Berdasarkan sifat karakteristiknya jenis pemandu gelombang optik dibagi
menjadi 2, yaitu multimodedan single mode. multi mode adalah jenis serat optik
yang penjalaran cahayanya dari satu ujung ke ujung lainnya dengan melalui
beberapa lintasan cahaya dengan memiliki dua profil indeks bias yaitu graded
index dan step index.Sedangkansingle modeadalah jenis serat optik yang
1
Anggraeni, 2014
PERANCANGAN DAN FABRIKASI PROTOTYPE PEMANDU GELOMBANG OPTIK BERSTRUKTUR
PLANAR MENGGUNAKAN POLIMER
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
2
mempunyai diameter core yang sangat kecil, sehingga hanya memiliki satu
berkas cahaya saja yang dapat melaluinya yang menyebabkan tidak ada
pengaruh indeks bias terhadap perjalanan cahaya atau pengaruh perbedaan waktu
sampainya cahaya dari ujung satu ke ujung lainnya atau tidak terjadi dispersi.
Sehingga serat optik singlemode lebih sering digunakan untuk sistem transmisi
serat optik jarak jauh (Tim Elektro HME-ITB, 2000).
Untuk memperoleh pemandu gelombang optik dengan keadaan singlemode
diperlukan material dengan syarat indeks biasnya adalah �� > �� > �� dengan
�� = core, �� = substrat dan �� = udara (Rohedi, dkk. 2004).Adapun pemandu
gelombang optik yang digunakan adalah planar optical waveguides, hal ini
dikarenakan lebih mudah dibuat pada beberapa bahan material yang berbeda serta
dapat diperoleh berbagai aplikasi yang penting. Bahanelektro-optik yang
digunakanuntuk fabrikasiplanar optical waveguides cocok untukmodulator.
Bahkansilikadan polimer
organikdapat
digunakanuntuk
membentukplanar
optical waveguidesyangberguna untuk berbagaimacam aplikasi (Agrawal, 2004).
Selain itu polimer memiliki keunggulan-keunggulan seperti: mudah di fabrikasi,
lebih ekonomis dan stabil terhadap perubahan suhu. Maka dari itu digunakan cara
perancangan dan fabrikasi untuk memperoleh modal dispersion dan field profiles
dari pemandu gelombang optik tersebut.
B. Identifikasi dan Perumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang yang telah dipaparkan, permasalahan yang akan
dikaji pada penelitian ini yaitu bagaimana cara merancang, memfabrikasi serta
mengkarakterisasi bahan polimer untuk pemandu gelombang planar?
C. Tujuan
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui modal dispersion dan field profile
dari planar optical waveguides.
Anggraeni, 2014
PERANCANGAN DAN FABRIKASI PROTOTYPE PEMANDU GELOMBANG OPTIK BERSTRUKTUR
PLANAR MENGGUNAKAN POLIMER
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
3
D. Manfaat
Dengan dilakukannya penelitian pada planar optical waveguide ini,
diharapkan mampu memberikan informasi mengenai perancangan dan fabrikasi
yang sampai saat ini masih menjadi riset untuk dikembangkan hingga
dimanfaatkan sebagai aplikasigelombang elektromagnetik
E. Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan pada penelitian ini terdiri dari 5 bab. Bab 1berisikan
pendahuluanyaitu mengenai latar belakang, identifikasi dan perumusan masalah,
tujuan penelitian, manfaat penelitian dan sistematika penulisan.Bab 2 menjelaskan
tentang tinjauan pustaka pendukung yang digunakan untuk pembahasan pemandu
gelombang optik berstruktur planar. Bab 3 menyajikan metode-metode apa yang
dilakukan oleh penulis untuk menyelesaikan skripsi ini. Yang mana didalamnya
berisi prosedur pembuatan fabrikasi dan karakterisasi pemandu gelombang optik
berstruktur planar. Bab 4 berisikan tentang pembahasan-pembahasan yang dibuat
berdasarkan atas latar belakang, tujuan, dan pokok permasalahan yaitu mengenai
perancangan, fabrikasi dan karakterisasi pemandu gelombang optik berstruktur
planar dengan menggunakan bahan polimer.Dan bab 5 merupakan penutup yang
meliputi tentang kesimpulan dari pembahasan yang dilakukan dari skripsi ini serta
saran apakah pemandu gelombang optik planar berbahan polimer ini lebih efisien
untuk digunakan diberbagai aplikasi atau tidak dan termasuk kedalammodal
dispersion dan field profile seperti apa.
Anggraeni, 2014
PERANCANGAN DAN FABRIKASI PROTOTYPE PEMANDU GELOMBANG OPTIK BERSTRUKTUR
PLANAR MENGGUNAKAN POLIMER
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu