Serat optik adalah merupakan saluran transmisi atau sejenis kabel yang terbuat dari kaca atau plastik yang sangat halus dan lebih kecil dari sehelai rambut, dan dapat digunakan untuk mentransmisikan sinyal cahaya dari suatu tempat ke tempat lain dengan menggunakan prinsip fenomena pemantulan internal total. Sumber cahaya yang digunakan biasanya adalah laser atau LED. Kabel ini berdiameter lebih kurang 120 mikrometer. Kabel serat optik umumnya terdiri dari dua bagian utama, yaitu: core (inti) dan cladding. Inti serat optik berfungsi sebagai media penjalaran cahaya, melalui fenomena pemantulan internal total. Cladding adalah lapisan luar yang membungkus core dan memantulkan kembali cahaya yang terpancar keluar kembali ke dalam core. Selain kedua lapisan utama tersebut terdapat juga jacket/buffer coating, yaitu lapisan bahan pelindung yang melindungi core dan cladding dari lingkungan.
Agar cahaya dapat menjalar dengan pemantulan sempurna maka dipersyaratkan bahwa core harus memiliki indeks bias refraksi yang lebih besar dari cladding, sehingga ketika cahaya memasuki inti dengan sudut datang lebih besar dari sudut kritis akan mengalami pemantulan internal total secara berulang-ulang didalam inti.
Pembagian serat optik dapat dilihat dari 2 macam perbedaan :
a. Single mode : serat optik dengan core yang sangat kecil (biasanya sekitar 8,3 mikron), diameter intinya sangat sempit mendekati panjang gelombang sehingga cahaya yang masuk ke dalamnya tidak terpantul-pantul ke dinding selongsong (cladding). Bahagian inti serat optik single-mode terbuat dari bahan kaca silika (SiO2) dengan sejumlah kecil kaca Germania (GeO2) untuk meningkatkan indeks biasnya. Untuk mendapatkan performa yang baik pada kabel ini, biasanya untuk ukuran selongsongnya adalah sekitar 15 kali dari ukuran inti (sekitar 125 mikron). Kabel untuk jenis ini paling mahal, tetapi memiliki pelemahan (kurang dari 0.35dB per kilometer), sehingga memungkinkan kecepatan yang sangat tinggi dari jarak yang sangat jauh. Standar terbaru untuk kabel ini adalah ITU-T G.652D, dan G.657. Sumber cahaya yang digunakan berupa laser dan jarak tempuh dari single-mode >60 km
b. Multi mode : serat optik dengan diameter core yang agak besar yang membuat laser di dalamnya akan terpantul-pantul di dinding cladding yang dapat menyebabkan berkurangnya bandwidth dari serat optik jenis ini. Sumber cahaya adalah LED dan jarak tempuh sekitar 300 -500 m
2. Berdasarkan distribusi indeks bias core:
a. Step indeks : pada serat optik step indeks, core memiliki indeks bias yang homogen. Inddeks bias inti lebih besar dari cladding sehingga membentuk tangga pada batas inti-cladding.
b. Graded indeks : indeks bias core semakin mendekat ke arah cladding semakin kecil. Jadi pada graded indeks, pusat core memiliki nilai indeks bias yang paling besar. Serat graded indeks memungkinkan untuk membawa bandwidth yang lebih besar, karena pelebaran pulsa yang terjadi dapat diminimalkan.
Dalam penjalaran cahaya dalam serat optik, tidak semua daya cahaya dapat dijalarkan secara sempurna. Ada sebagian kecil daya yang hilang akibat factor eksternal seperti kelengkungan serat (bending losses). Bending loss merupakan salah satu dari beberapa sumber loss serat optik. Bending loss ini disebabkan oleh pembengkokan serat optik melebihi diameter tertentu. Dimana terjadi perubahan sudut datang sehingga serat optic kehilangan sebagian moda propagasi, akibatnya cahaya keluar dari inti serat optic. Keadaan semacam ini dalam komunikasi serat optik sangat merugikan. Namun dari sisi lain dapat dimanfaatkan sebagai sensor pergeseran dan dapat digunakan sebagai extensometer.
Serat optik dapat diaplikasikan sebagai sensor untuk pengukuran beragam parameter seperti pergeseran, suhu, tekanan, kelembaban, laju aliran fluida, laju rotasi, konsentrasi suatu zat, medan Iistrik, medan magnet, serta analisis kimia". Keunggulan serat optic sebagai suatu sensor antara lain adalah tidak kontak langsung dengan obyek pengukuran, tidak menggunakan listrik sebagai isyarat, akurasi pengukuran yang tinggi, relatif kebal terbadap induksi listrik maupun magnet, dapat dimonitor dari jarak jauh, dapat dihubungkan dengan sistem komunikasi data melalui perangkat antar muka (inteiface) serta dimensi yang kecil dan ringan. Prinsip kerja dari serat optik sebagai sensor berbasis pada modulasi intensitas, modulasi panjang gelombang dan modulasi fase cahaya sebagai isyarat.
Pemanfaat lain selain sebagai sensor fisika, juga dapat dimanfaatkan sebagai biosensor. Penelitian NRL telah mengembangkan biosensor serat optik yang menggunakan antibodi, lektin, dan antibiotik pada permukaan suatu serat optik untuk mencapai selektivitas. Sistem ini sangat baik disesuaikan untuk mendeteksi polusi lingkungan dan bahan kimia berbahaya atau bahan biologisBiosensor serat optik adalah perangkat yang mengukur pembentukan kompleks neon pada permukaan suatu serat optik. Antibodi, lektin, dan antibiotik menyediakan mekanisme untuk mengenali suatu analit bunga dan immobilisasi sebuah kompleks neon pada permukaan serat. Biosensor adalah cepat, sensitif, dan izin analisis bahan berbahaya jauh dari instrumen yang ada. Sebuah sensor portabel telah dibuat dan diuji di tempat bagi deteksi bahan peledak dalam air tanah. Antibodi dilapisi serat yang stabil selama dua tahun penyimpanan sebelum digunakan. Biosensor telah dikembangkan untuk mendeteksi bahan peledak, polutan, patogen, dan bahan beracun.
Daftar Pustaka
[Anonim]. Apa itu Fiber Optik. http://engineeringtown.com/kids/ index.php?option= com_content& view=article&id=147:apa-itu-fiber-optik&catid=48:teknologi-komunikasi&Itemid=60
_______. Fiber Optic. http://www.lipi.go.id/intra/database2.cgi? cetakprogram&&&1036006479 &2011&10 36006479&1296790120&riset&&1012548352
Pramono, Y P dan Rohedi, A Y.2008.Aplikasi Directional Coupler Serat Optik sebagai Sensor Pergeseran. Jurnal Fisika dan Aplikasi, Vol 4 No.2
0 komentar:
Post a Comment