Optimalisasi Pembangkitan Tunable Gelombang Mikro Menggunakan Optical Amplifier pada DFB Laser
OPTIMALISASI PEMBANGKITAN TUNABLE GELOMBANG MIKRO
MENGGUNAKAN OPTICAL AMPLIFIER PADA DFB LASER
ABSTRAK
Frekuensi yang berada pada rentang gelombang mikro dapat dimanfaatkan untuk
berbagai keperluan komponen RADAR seperti ground penetrating, sistem radio
on fiber dan lain sebagainya sehingga tunabilitas dan power sebuah sumber
frekuensi adalah hal yang sangat penting. Gelombang mikro dengan frekuensi
yang dapat ditala (tunable) telah dibangkitkan yang memanfaatkan beat signal
(pelayangan) hasil mixing dua laser dioda jenis DFB (Distributed Feedback)
dengan menggunakan teknik optical heterodyne. Dari hasil pengamatan dapat
dikatakan bahwa dengan mengubah temperatur salah satu laser maka sinyal
gelombang mikro yang terbangkit dapat ditala. Laser DFB 2 diatur agar arus dan
temperaturnya konstan, sedangkan laser DFB 1 ditala temperaturnya sehingga
panjang gelombangnya mendekati panjang gelombang laser DFB 2. Frekuensi
gelombang mikro maksimal yang mampu terdeteksi adalah sebesar 8,432 GHz
karena keterbatasan range pembacaan RF Spectrum Analyzer . Dari hasil penelitian
ini diperoleh rata-rata perubahan frekuensi gelombang mikro sebesar 791 MHz
untuk setiap perubahan 1 ℃. Karakterisasi daya optis dan panjang gelombang
laser terhadap parameter yang berpengaruh yaitu temperatur dan arus injeksi laser
telah dilakukan sebagai pengujian awal. Frekuensi gelombang mikro
terbangkitkan dapat dioptimalisasi dengan menggunakan optical amplifier yang
mampu menguatkan daya optis sinyal masukan dari laser dioda. Semakin besar
arus maka daya optis laser juga semakin meningkat. Nilai minimum daya optis
yang dihasilkan sebesar 0,06 mW pada arus 10,8 mA dengan nilai SNR (Signal to
Noise Ratio) 45,51 dB dan nilai maksimum 0,9 mW pada arus 20 mA dengan nilai
SNR 56,55 dB. Sedangkan dengan penambahan optical amplifier , daya optis laser
meningkat secara signifikan dengan nilai minimum sebesar 13,5 mW pada arus
10,8 mA dengan SNR 38,9 dB dan maksimum 16,8 mW pada arus 20 mA dengan
nilai SNR 51,59 dB. Nilai SNR yang lebih besar adalah yang lebih baik, hasil ini
menunjukkan bahwa SNR akan selalu terdegradasi sebagai sinyal setelah
melewati komponen microwave, artinya penguatan ini juga meningkatkan noise.
Kata kunci : laser DFB, gelombang mikro, teknik heterodyne optik, optical
amplifier .
v
Universitas Sumatera Utara
OPTIMALIZATION OF TUNABLE MICROWAVE GENERATOR BY USING
OPTICAL AMPLIFIER OF DFB LASER
ABSTRACT
Frequency in the range of microwaves can be used for various purposes RADAR
components such as ground penetrating, radio on fiber systems etc. so that
tunability and power frequency source is a very important thing. Tunable
microwaves frequency has been able to be generated by utilizing beat signal of
mixing of two DFB (distributed feedback) laser diode with optical heterodyne
technique. The observation result showed that tunneling one of the laser
temperature cause generated microwaves signal able to be tuned. DFB 2 laser set
in fix current and temperature, whereas temperature of DFB 1 laser is tuned until
its wavelength close to DFB 2 laser wavelength. Maximum frequency of
microwaves detected is 8,432 GHz due to limitations range of reading RF
Spectrum Analyzer. As the result, the rate of the average change of microwaves
frequency is 791 MHz for each temperature change of 1 ℃. Characterisation of
optical power and laser wavelength versus its influent parameters i.e. temperature
and laser injection current has been done as initial testing. Generated
microwaves frequency able to be optimized by optical amplifier which has ability
to gain input signal of optical power from laser diode. The more current produce
more optical power laser. Minimum value of the optical power is 0,06 mW of 10,8
mA current and Signal to Noise Ratio (SNR) value 45,51 dB and maximum value
is 0,9 mW of 20 mA current and SNR value 56,55 dB. Whereas by addition of
optical amplifier, the power of optical laser increase significantly with minimum
value 13,5 mW of 10,8 mA current and SNR value 51,59 dB. The larger the SNR
value is the better, this result means showed that the SNR will always be degraded
as the signal passes through any microwave component, it is mean that this gain
is amplify the noise too.
Keywords: DFB laser, microwave, optical heterodyne technique, optical ampifier.
vi
Universitas Sumatera Utara
MENGGUNAKAN OPTICAL AMPLIFIER PADA DFB LASER
ABSTRAK
Frekuensi yang berada pada rentang gelombang mikro dapat dimanfaatkan untuk
berbagai keperluan komponen RADAR seperti ground penetrating, sistem radio
on fiber dan lain sebagainya sehingga tunabilitas dan power sebuah sumber
frekuensi adalah hal yang sangat penting. Gelombang mikro dengan frekuensi
yang dapat ditala (tunable) telah dibangkitkan yang memanfaatkan beat signal
(pelayangan) hasil mixing dua laser dioda jenis DFB (Distributed Feedback)
dengan menggunakan teknik optical heterodyne. Dari hasil pengamatan dapat
dikatakan bahwa dengan mengubah temperatur salah satu laser maka sinyal
gelombang mikro yang terbangkit dapat ditala. Laser DFB 2 diatur agar arus dan
temperaturnya konstan, sedangkan laser DFB 1 ditala temperaturnya sehingga
panjang gelombangnya mendekati panjang gelombang laser DFB 2. Frekuensi
gelombang mikro maksimal yang mampu terdeteksi adalah sebesar 8,432 GHz
karena keterbatasan range pembacaan RF Spectrum Analyzer . Dari hasil penelitian
ini diperoleh rata-rata perubahan frekuensi gelombang mikro sebesar 791 MHz
untuk setiap perubahan 1 ℃. Karakterisasi daya optis dan panjang gelombang
laser terhadap parameter yang berpengaruh yaitu temperatur dan arus injeksi laser
telah dilakukan sebagai pengujian awal. Frekuensi gelombang mikro
terbangkitkan dapat dioptimalisasi dengan menggunakan optical amplifier yang
mampu menguatkan daya optis sinyal masukan dari laser dioda. Semakin besar
arus maka daya optis laser juga semakin meningkat. Nilai minimum daya optis
yang dihasilkan sebesar 0,06 mW pada arus 10,8 mA dengan nilai SNR (Signal to
Noise Ratio) 45,51 dB dan nilai maksimum 0,9 mW pada arus 20 mA dengan nilai
SNR 56,55 dB. Sedangkan dengan penambahan optical amplifier , daya optis laser
meningkat secara signifikan dengan nilai minimum sebesar 13,5 mW pada arus
10,8 mA dengan SNR 38,9 dB dan maksimum 16,8 mW pada arus 20 mA dengan
nilai SNR 51,59 dB. Nilai SNR yang lebih besar adalah yang lebih baik, hasil ini
menunjukkan bahwa SNR akan selalu terdegradasi sebagai sinyal setelah
melewati komponen microwave, artinya penguatan ini juga meningkatkan noise.
Kata kunci : laser DFB, gelombang mikro, teknik heterodyne optik, optical
amplifier .
v
Universitas Sumatera Utara
OPTIMALIZATION OF TUNABLE MICROWAVE GENERATOR BY USING
OPTICAL AMPLIFIER OF DFB LASER
ABSTRACT
Frequency in the range of microwaves can be used for various purposes RADAR
components such as ground penetrating, radio on fiber systems etc. so that
tunability and power frequency source is a very important thing. Tunable
microwaves frequency has been able to be generated by utilizing beat signal of
mixing of two DFB (distributed feedback) laser diode with optical heterodyne
technique. The observation result showed that tunneling one of the laser
temperature cause generated microwaves signal able to be tuned. DFB 2 laser set
in fix current and temperature, whereas temperature of DFB 1 laser is tuned until
its wavelength close to DFB 2 laser wavelength. Maximum frequency of
microwaves detected is 8,432 GHz due to limitations range of reading RF
Spectrum Analyzer. As the result, the rate of the average change of microwaves
frequency is 791 MHz for each temperature change of 1 ℃. Characterisation of
optical power and laser wavelength versus its influent parameters i.e. temperature
and laser injection current has been done as initial testing. Generated
microwaves frequency able to be optimized by optical amplifier which has ability
to gain input signal of optical power from laser diode. The more current produce
more optical power laser. Minimum value of the optical power is 0,06 mW of 10,8
mA current and Signal to Noise Ratio (SNR) value 45,51 dB and maximum value
is 0,9 mW of 20 mA current and SNR value 56,55 dB. Whereas by addition of
optical amplifier, the power of optical laser increase significantly with minimum
value 13,5 mW of 10,8 mA current and SNR value 51,59 dB. The larger the SNR
value is the better, this result means showed that the SNR will always be degraded
as the signal passes through any microwave component, it is mean that this gain
is amplify the noise too.
Keywords: DFB laser, microwave, optical heterodyne technique, optical ampifier.
vi
Universitas Sumatera Utara