Optimalisasi Pembangkitan Tunable Gelombang Mikro Menggunakan Optical Amplifier pada DFB Laser
1
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1.
Latar Belakang
Perkembangan dan kemajuan teknologi yang demikian pesat saat ini,
menyebabkan penelitian dalam bidang optik maupun elektronika terus berinovasi
dan dikembangkan untuk berbagai aplikasi. Sebagai contoh, salah satu penemuan
yang semakin pesat perkembangannya adalah teknologi laser. Pemanfaatan laser
sudah banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari, dari keperluan yang sangat
sederhana sampai pada keperluan yang sangat rumit sekalipun. Aplikasi laser
akan terus dikembangkan seiring dengan perkembangan teknologi yang ada.
(Pozar, 2011)
Perkembangan teknologi saat ini memungkinkan laser dapat digunakan
sebagai sumber pembangkit gelombang mikro. Laser memiliki kelebihan dalam
hal koherensi yang berkaitan dengan kestabilan frekuensinya, sehingga dapat
dimanfaatkan untuk membangkitkan microwave maupun miliwave yang
jangkauan frekuensinya belum termanfaatkan secara maksimal. Kestabilan laser
merupakan kunci yang harus diperhatikan ketika laser tersebut digunakan sebagai
sumber cahaya dalam sebuah sensor maupun instrumen optik. (Setiono, 2012)
Sumber frekuensi gelombang mikro digunakan untuk banyak aplikasi
seperti radar, komunikasi nirkabel, perangkat radio, instrumentasi modern dan lain
sebagainya. Walaupun secara kecepatan transfer data jauh lebih unggul teknologi
serat optik tetapi komunikasi nirkabel yang memanfaatkan gelombang mikro
memiliki kelebihan dalam propagasinya yang dikenal line of sight termasuk
bandwidth yang lebar dan tentunya unggul dalam hal fleksibilitas. (Pozar, 2011)
Gelombang mikro sendiri mempunyai jangkauan frekuensi yang luas,
sekitar 1–106 GHz. Untuk mendistribusikan sinyal microwave menggunakan
teknologi serat optik, karena serat optik memiliki sifat propagasi yang baik yaitu
loss yang rendah, dispersi yang rendah dan bandwidth yang lebar sehingga ideal
digunakan untuk distribusi sinyal optik. (Yao, 2010)
Universitas Sumatera Utara
2
Aplikasi gelombang mikro dalam teknologi Radar diperlukan sebuah
source (sumber) yang dapat menjangkau area yang luas sehingga daya optis
(power intensity) dari sumber harus mampu menjangkau area tersebut. Oleh
karena itu, penulis membahas tentang “Optimalisasi pembangkitan gelombang
mikro menggunakan optical amplifier pada laser DFB”.
1.2.
Perumusan Masalah
Perumusan masalah dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:
1.
Memperoleh desain sistematis yang mampu membangkitkan gelombang
mikro berdasarkan teknik heterodyne optik.
2.
Mendapatkan nilai amplifikasi optimum yang mampu meningkatkan daya
optis laser.
3.
Memperoleh kestabilan laser dioda terhadap perubahan temperatur dan
arus injeksi pada saat pembangkitan gelombang mikro.
4.
Mampu membangkitkan tunable gelombang mikro yang dapat dibaca
secara langsung dari spectrum analyzer .
1.3.
Pembatasan Masalah
Batasan masalah dalam penelitian ini adalah sebagai berikut :
1.
Metode pembangkitan gelombang mikro yang digunakan dalam penelitian
ini adalah berdasarkan teknik heterodyne optik dengan memanfaatkan beat
signal yang terjadi pada mixing dua laser dioda.
2.
Amplifikasi daya optis yang dihasilkan merupakan suatu nilai penguatan
optis yang tetap.
Universitas Sumatera Utara
3
1.4.
Tujuan Penelitian
Adapun yang menjadi maksud dan tujuan dalam melakukan penelitian ini adalah:
1.
Mempelajari suatu metode dalam membangkitkan frekuensi pada rentang
gelombang mikro yang tunable berdasarkan teknik heterodyne optik antara
dua laser.
2.
Mengamati dan menganalisa perubahan daya (intensitas) laser terhadap
perubahan arus injeksi yang diberikan.
3.
Mengamati dan menganalisa perubahan panjang gelombang laser dioda
terhadap perubahan temperatur.
4.
Mengetahui hubungan antara perubahan temperatur operasi laser dengan
sweep technique terhadap perubahan frekuensi pelayangan yang dihasilkan.
5.
Mengetahui pengaruh amplifikasi daya laser terhadap setiap frekuensi beat
signal yang dihasilkan.
1.5.
Manfaat Penelitian
Adapun manfaat penelitian ini adalah :
1.
Memanfaatkan metode dalam pembangkitan tunable gelombang mikro
menggunakan dua laser dioda yang di mixing berdasarkan perubahan
temperatur operasi laser (sweep technique).
2.
Sistem yang dihasilkan diharapkan mampu dimanfaatkan untuk berbagai
aplikasi seperti untuk telekomunikasi, RADAR dan lain sebagainya.
3.
Memberi sumbangan terhadap ilmu pengetahuan dan teknologi (IPTEK) di
Indonesia.
1.6.
Lokasi Penelitian
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Instrumentasi Fisis dan Optoelektronika,
Pusat Penelitian Fisika (P2F) Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI)
Puspiptek Serpong meliputi experimental set up dan pengujian sistem secara
keseluruhan.
Universitas Sumatera Utara
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1.
Latar Belakang
Perkembangan dan kemajuan teknologi yang demikian pesat saat ini,
menyebabkan penelitian dalam bidang optik maupun elektronika terus berinovasi
dan dikembangkan untuk berbagai aplikasi. Sebagai contoh, salah satu penemuan
yang semakin pesat perkembangannya adalah teknologi laser. Pemanfaatan laser
sudah banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari, dari keperluan yang sangat
sederhana sampai pada keperluan yang sangat rumit sekalipun. Aplikasi laser
akan terus dikembangkan seiring dengan perkembangan teknologi yang ada.
(Pozar, 2011)
Perkembangan teknologi saat ini memungkinkan laser dapat digunakan
sebagai sumber pembangkit gelombang mikro. Laser memiliki kelebihan dalam
hal koherensi yang berkaitan dengan kestabilan frekuensinya, sehingga dapat
dimanfaatkan untuk membangkitkan microwave maupun miliwave yang
jangkauan frekuensinya belum termanfaatkan secara maksimal. Kestabilan laser
merupakan kunci yang harus diperhatikan ketika laser tersebut digunakan sebagai
sumber cahaya dalam sebuah sensor maupun instrumen optik. (Setiono, 2012)
Sumber frekuensi gelombang mikro digunakan untuk banyak aplikasi
seperti radar, komunikasi nirkabel, perangkat radio, instrumentasi modern dan lain
sebagainya. Walaupun secara kecepatan transfer data jauh lebih unggul teknologi
serat optik tetapi komunikasi nirkabel yang memanfaatkan gelombang mikro
memiliki kelebihan dalam propagasinya yang dikenal line of sight termasuk
bandwidth yang lebar dan tentunya unggul dalam hal fleksibilitas. (Pozar, 2011)
Gelombang mikro sendiri mempunyai jangkauan frekuensi yang luas,
sekitar 1–106 GHz. Untuk mendistribusikan sinyal microwave menggunakan
teknologi serat optik, karena serat optik memiliki sifat propagasi yang baik yaitu
loss yang rendah, dispersi yang rendah dan bandwidth yang lebar sehingga ideal
digunakan untuk distribusi sinyal optik. (Yao, 2010)
Universitas Sumatera Utara
2
Aplikasi gelombang mikro dalam teknologi Radar diperlukan sebuah
source (sumber) yang dapat menjangkau area yang luas sehingga daya optis
(power intensity) dari sumber harus mampu menjangkau area tersebut. Oleh
karena itu, penulis membahas tentang “Optimalisasi pembangkitan gelombang
mikro menggunakan optical amplifier pada laser DFB”.
1.2.
Perumusan Masalah
Perumusan masalah dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:
1.
Memperoleh desain sistematis yang mampu membangkitkan gelombang
mikro berdasarkan teknik heterodyne optik.
2.
Mendapatkan nilai amplifikasi optimum yang mampu meningkatkan daya
optis laser.
3.
Memperoleh kestabilan laser dioda terhadap perubahan temperatur dan
arus injeksi pada saat pembangkitan gelombang mikro.
4.
Mampu membangkitkan tunable gelombang mikro yang dapat dibaca
secara langsung dari spectrum analyzer .
1.3.
Pembatasan Masalah
Batasan masalah dalam penelitian ini adalah sebagai berikut :
1.
Metode pembangkitan gelombang mikro yang digunakan dalam penelitian
ini adalah berdasarkan teknik heterodyne optik dengan memanfaatkan beat
signal yang terjadi pada mixing dua laser dioda.
2.
Amplifikasi daya optis yang dihasilkan merupakan suatu nilai penguatan
optis yang tetap.
Universitas Sumatera Utara
3
1.4.
Tujuan Penelitian
Adapun yang menjadi maksud dan tujuan dalam melakukan penelitian ini adalah:
1.
Mempelajari suatu metode dalam membangkitkan frekuensi pada rentang
gelombang mikro yang tunable berdasarkan teknik heterodyne optik antara
dua laser.
2.
Mengamati dan menganalisa perubahan daya (intensitas) laser terhadap
perubahan arus injeksi yang diberikan.
3.
Mengamati dan menganalisa perubahan panjang gelombang laser dioda
terhadap perubahan temperatur.
4.
Mengetahui hubungan antara perubahan temperatur operasi laser dengan
sweep technique terhadap perubahan frekuensi pelayangan yang dihasilkan.
5.
Mengetahui pengaruh amplifikasi daya laser terhadap setiap frekuensi beat
signal yang dihasilkan.
1.5.
Manfaat Penelitian
Adapun manfaat penelitian ini adalah :
1.
Memanfaatkan metode dalam pembangkitan tunable gelombang mikro
menggunakan dua laser dioda yang di mixing berdasarkan perubahan
temperatur operasi laser (sweep technique).
2.
Sistem yang dihasilkan diharapkan mampu dimanfaatkan untuk berbagai
aplikasi seperti untuk telekomunikasi, RADAR dan lain sebagainya.
3.
Memberi sumbangan terhadap ilmu pengetahuan dan teknologi (IPTEK) di
Indonesia.
1.6.
Lokasi Penelitian
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Instrumentasi Fisis dan Optoelektronika,
Pusat Penelitian Fisika (P2F) Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI)
Puspiptek Serpong meliputi experimental set up dan pengujian sistem secara
keseluruhan.
Universitas Sumatera Utara