Karakterisasi Temperatur Dan Arus Menggunakan Data Akuisisi Labjack U6 Pada DFB Laser Berbasis Labview

KARAKTERISASI TEMPERATUR DAN ARUS MENGGUNAKAN
DATA AKUISISI LABJACK U6 PADA DFB LASER BERBASIS
LABVIEW

SKRIPSI

KHAIRUDDIN
110801017

DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2015

Universitas Sumatera Utara

KARAKTERISASI TEMPERATUR DAN ARUS MENGGUNAKAN
DATA AKUISISI LABJACK U6 PADA DFB LASER BERBASIS
LABVIEW


SKRIPSI

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai
gelar Sarjana Sains

KHAIRUDDIN
NIM : 110801017

DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2015

Universitas Sumatera Utara

Universitas Sumatera Utara

PERNYATAAN


KARAKTERISASI TEMPERATUR DAN ARUS MENGGUNAKAN DATA
AKUISISI LABJACK U6 PADA DFB LASER BERBASIS LABVIEW

SKRIPSI

Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri. Kecuali beberapa
kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

Medan, Agustus 2015

KHAIRUDDIN
110801017

Universitas Sumatera Utara

PENGHARGAAN

Puji dan syukur kehadirat Allah Subhanahu wa Ta‟ala, yang Maha Pengasih lagi
Maha Penyayang yang berkat rahmat dan nikmat-Nya penulis dapat
menyelesaikan skripsi yang berjudul Karakterisasi Temperatur Dan Arus

Menggunakan Data Akuisisi Labjack U6 Pada DFB Laser Berbasis Labview
yang dilaksanakan di PPF LIPI. Shalawat serta salam Allah limpahkan kepada
Rasulullah shallallahu „alaihi wa sallam serta kepada Kelurga dan para
Sahabatnya.
Penulisan skripsi ini dilakukan dalam rangka memenuhi salah satu syarat
untuk mencapai gelar Sarjana Sains pada Fakultas Matematika & Ilmu
Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara. Saya menyadari bahwa tanpa
bantuan berbagai pihak, sangatlah sulit bagi saya untuk menyelesaikan skripsi ini.
Oleh karena itu pada kesempatan ini, saya mengucapkan terima kasih dan
penghargaan sebesar-besarnya kepada:
1.

Bapak Dr. Sutarman, M.Sc selaku dekan Fakultas Matematika dan Ilmu
Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara (FMIPA-USU)

2.

Bapak Dr. Marhaposan Situmorang., selaku ketua Departemen dan
bapak Drs. Syahrul Humaidi, M.Sc., selaku sekretaris Departemen Fisika
S1 Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas

Sumatera Utara (FMIPA-USU)

3.

Bapak Dr. Marhaposan Situmorang., sebagai dosen pembimbing
pertama yang telah berkontribusi dalam meluangkan waktu, memberikan
masukan-masukan, pemikirannya dalam membahas hasil penelitian ini.

4.

Bapak Wildan Panji Tresna S.Si, M.T., sebagai dosen pembimbing
kedua yang turut meluangkan waktu, menuangkan pemikirannya dalam
membahas hasil penelitian ini.

5.

Kepada Peneliti Pusat Penelitian Fisika (PPF) LIPI yang sangat
berkontribusi dalam menuntun dan mengajari penulis dalam penyusunan
skripsi ini dimulai dari awal hingga akhir, saya ucapkan terimakasih
kepada Bapak Nursidik Yulianto, S.Si , Bapak Iyon Titok Sugiarto M.T,

Bapak Andi Setiono, S,Si dan seluruh peneliti dibidang optoelktronika dan
instrumentasi.

6.

Akhirnya ucapan terima kasih kepada bapak saya Indratno dan Ibu saya
Sidah serta kepada kakak dan adik saya. Begitu juga kepada teman-teman
kuliah Adimas Agung, Bambang Herdiansyah, Fauzi Handoko, Tirto
Adiatma Syahid dan Zikri Noer tanpa motivasi mereka penulis tentu tidak
akan bisa menyelesaikan skripsi ini dan kepada semua pihak yang telah
memberikan bantuan, dukungan dan doanya, apabila ada kesalahan dan

Universitas Sumatera Utara

kekurangan pada penulisan skripsi ini kepada Allah saya mohon ampun
dan kepada pembaca saya mohon maaf, semoga tulisan ini mampu
menjadi sumber ilmu pengetahuan yang bermanfaat bagi kemajuan
pendidikan dan penelitian di Indonesia.

Medan, Juli 2015

Penulis

Universitas Sumatera Utara

KARAKTERISASI TEMPERATUR DAN ARUS MENGGUNAKAN DATA
AKUISISI LABJACK U6 PADA DFB LASER BERBASIS LABVIEW

ABSTRAK

Kestabilan laser dioda jenis DFB (Distributed Feedback) merupakan kunci yang
harus diperhatikan ketika laser tersebut digunakan sebagai sumber cahaya dalam
sebuah sensor maupun instrumen optik. Kestabilan laser DFB ini dapat
dipengaruhi oleh dua faktor yaitu temperatur dan arus injeksi. Perangkat lunak
LabView dengan data akuisisi LabJack U6 digunakan sebagai interface dalam
mengamati parameter kontrol secara spesifik. Dari pengujian didapatkan bahwa
kestabilan temperatur terhadap waktu sebesar 0,0001 ºC/s disebabkan temperatur
dapat mengubah panjang gelombang laser DFB dan kestabilan arus injeksi
terhadap waktu sebesar 0,0005 mA/s disebabkan arus dapat mengubah daya optis
laser. Selain itu didapat pengaruh nilai peningkatan arus injeksi terhadap
temperatur adalah 5,1633 ºC/A dan pengaruh nilai variasi temperatur terhadap

arus injeksi adalah 0,005 mA/ºC. Sehingga penggunaan interface dalam
mengamati parameter kontrol sangat membantu dalam mengamati kestabilan laser
DFB.

Kata kunci : Stabilisasi, Laser DFB, Arus dan Temperatur, Perangkat Lunak
LabView, Data Akuisisi LabJack U6

Universitas Sumatera Utara

CHARACTERIZATION OF TEMPERATURE AND CURRENTS USING
DATA ACQUISITION LABJACK U6 DFB LASER BASED ON LABVIEW

ABSTRACT

Stability DFB laser diode types (Distributed Feedback) is the key that must be
considered when a laser is used as light sources in a sensor and optical
instruments. The DFB laser stability can be affected by two factors: the
temperature and injection current. LabView software with data acquisition
Labjack U6 is used as an interface to control specific parameters observed. The
testing it was found that the stability of temperature versus time of 0,0001 ºC/s

due to the temperature can change the wavelength of the DFB laser and injection
current stability with respect to time of 0,0005 mA/s due to the current can change
the optical power of the laser. In addition it obtained the influence of injection
current value of the temperature increase is 5,1633 ºC/A and the influence of
temperature variations on the current value of the injection 0,005 mA/ºC. So the
use of the interface in observing the control parameter is helpful in observing
stability DFB laser.

Keywords : Stability, DFB Laser, Current And Temperature, LabView Software,
Data Acquisition LabJack U6

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR ISI

Pengesahan
Pernyataan
Penghargaan
Abstrak
Abstrack

Daftar isi
Daftar Tabel
Daftar Gambar
Daftar Singkatan
Daftar Lampiran

i
ii
iii
v
vi
vii
ix
x
xi
xii

BAB 1

Pendahuluan

1.1. Latar Belakang
1.2. Perumusan Masalah
1.3. Pembatasan Masalah
1.4. Tujuan Penelitian
1.5. Manfaat Penelitian
1.6. Lokasi Penelitian

BAB 2

Tinjauan Pustaka
2.1. LASER
2.2. OEM Laser Diode And Temperature Controller
2.3. Sistem Akuisisi Data
2.3.1. Perkembangan Sistem Akuisisi Data
2.4. LabJack U6 Pro
2.5. Perangkat Lunak LabVIEW (Laboratory Virtual
Instrumentation Engineering Workbench)
2.5.1. LabVIEW Sofware
2.5.1.1 Front Panel
2.5.1.2 Block Diagram

2.5.1.3 Tipe Data

4
4
7
11
11
13

Metode Penelitian
3.1. Waktu dan Tempat Penelitian
3.2. Tahapan Penelitian
3.3. Diagram Blok Sistem
3.4. Pengujian Karakterisasi Temperatur terhadap Panjang
Gelombang dan Arus terhadap Daya Pada DFB Laser
Dengan Optical Spectrum Analyzer

19
19
19
21

BAB 3

1
1
2
2
2
3
3

14
15
15
16
17

22

Universitas Sumatera Utara

3.5. Pengujian Karakterisasi Temperatur Terhadap Arus dan
Arus Terhadap Temperatur Pada DFB Laser Dengan
LabView 2011
3.6. Pengujian Karakterisasi Temperatur Terhadap Waktu
dan Arus Terhadap Waktu dan Pada DFB Laser dengan
LabView 2011
3.7. Diagram Alir (Flowchart) Data Akuisisi LabJack ke
Perangkat Lunak LabView

BAB 4

BAB 5

22

24
25

Hasil dan Pembahasan
4.1. Pengujian Karaktresiasi Temperatur terhadap Panjang
Gelombang pada DFB Laser
4.2. Pengujian Karaktresiasi Arus Terhadap Daya pada DFB
Laser
4.3. Pengujian Karakterisasi Pengaruh Temperatur terhadap
Arus Pada DFB Laser dengan LabView 2011
4.4. Pengujian Karakterisasi pengaruh arus terhadap
temperatur DFB Laser dengan LabView 2011
4.5. Pengujian Karakterisasi Temperatur Terhadap Waktu
DFB Laser dengan LabView 2011
4.6. Pengujian Karakterisasi Arus Terhadap Waktu DFB
Laser dengan LabView 2011

28

Kesimpulan dan Saran
5.1. Kesimpulan
5.2. Saran

38
38
38

Daftar Pustaka

29
30
31
34
36
36

39

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR TABEL

Nomor
Tabel
2.1
2.2

Judul
Konfigurasi kaki pin ST1 64pin I/O-jack
ST3 Display jack

Halaman
8
10

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR GAMBAR

Nomor
Gambar
2.1a
2.1b
2.2
2.3
2.4
2.5
2.6
2.7
2.8
2.9
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
3.6
3.7
3.8
3.9
4.1
4.2
4.3
4.4
4.5
4.6
4.7
4.8
4.9
4.10
4.11
4.12
4.13

Judul

Halaman

Proses terjadi laser setelah lasing
Tigas jenis interaksi cahaya terhadap materi (a) absorbs
(b) emisi spontan (c) emisi terstimulasi
DFB laser Anritsu modul AF5B145FM50M
OEM Laser Diode & Tempertaure Controllers
ST1 64pin I/O-jack
Komputer digital untuk kebutuhan data
LabJack U6 Pro
Tampilan halaman awal LabView 2011
Jendela Depan Front Panel
Jendela Depan Diagram Blok
Tahapan yang dilakukan dalam penelitian
Diagram blok cara kerja sistem
Karakterisasi Temperatur terhadap Panjang Gelombang
dan Arus terhadap Daya Pada DFB Laser
Diagram blok pengujian karakterisasi temperatur
terhadap arus pada DFB Laser
Diagram blok pengujian karakterisasi arus terhadap
temperatur pada DFB Laser
Karakterisasi Temperatur dan Arus terhadap Waktu
Skema DAQ LabJack U6
Diagram Alir (Flowchart) Karakterisasi Tvs I dan I vs T
Diagram Alir (Flowchart) Karakterisasi Tvs t dan I vs t
Front Panel LabView
Grafik hubungan temperatur terhadap panjang gelombang
Grafik hubungan temperatur terhadap panjang gelombang
(Nursidik, 2015)
Grafik hubungan arus terhadap daya
Grafik hubungan arus terhadap daya (Wildan, 2011)
Grafik hubungan Temperatur terhadap Daya
Grafik Pengaruh Temperatur terhadap Arus
Grafik Pengaruh Temperatur terhadap Arus (Nursidik,
2015)
Grafik Pengaruh Arus Terhadap Temperatur
Grafik hubungan Arus terhadap panjang gelombang
Grafik hubungan Arus terhadap panjang gelombang
(Nursidik, 2015)
Grafik hubungan temperatur terhadap waktu
Grafik karakterisasi arus terhadap waktu

4
5
6
7
10
12
14
15
16
17
20
21
22
23
23
24
25
26
27
28
29
30
31
31
32
33

34
35
35
36
37

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR SINGKATAN

A
Cm
DFB
GHz
IPTEK
kHz
LASER
LIPI
M
mA
MHz
Mm
m/s
mW
Nm
OA
OSA
P2F
RFSA
TEC
THz
V
W
A
m
W

= Ampere
= centimeter
= Distributed Feedback
= Giga Hertz
= Ilmu Pengetahuan dan Teknologi
= kilo Hertz
= Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation
= Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia
= meter
= miliAmpere
= Mega Hertz
= milimeter
= meter/sekon
= miliwatt
= nanometer
= Optical amplifier
= Optical Spectrum Analyzer
= Pusat Penelitian Fisika
= Radio Frequency Spectrum Analyzer
= Thermo Electric Cooler
= Tera Hertz
= Volt
= Watt
= mikro Ampere
= mikrometer
= mikro Watt

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR LAMPIRAN

Nomor
Judul
Lampiran
1
Tabel Karaktresiasi Temperatur terhadap Panjang
Gelombang pada DFB Laser
2
Tabel Karaktresiasi Arus Terhadap Daya pada DFB
Laser
3
Tabel Karakterisasi Temperatur terhadap Arus Pada DFB
Laser dengan LabView 2011
4
Tabel Temperatur Terhadap Daya
5
Tabel Pengaruh Arus terhadap Temperatur DFB Laser
dengan LabView 2011
6
Tabel Arus terhadap Panjang Gelombang
7
Tabel Karakterisasi Arus Terhadap Waktu DFB Laser
dengan LabView 2011
8
Tabel Karakterisasi Temperatur Terhadap Waktu DFB
Laser dengan LabView 2011
9
Gambar Alat Keseluruhan

Halaman

41
41
42
45
45
57
57
68
79

Universitas Sumatera Utara