Belajar Fotonika

Indeks bias ( n ) pada material dielektrik (termasuk gelas) dapat diekspresikan sebagai penjumlahan dari banyak osilator yang masing-masing osilator memiliki frekuensi berbeda-beda. Ekspresi matematika tersebut cukup rumit jika harus dijelaskan disini, namun dapat Anda baca sendiri di [1] halaman 6.  Pada hakikatnya, indeks bias adalah kuantitas kompleks, terdiri dari bagian real dan bagian imajiner. Bagian real berkontribusi pada kecepatan fase dari cahaya (konstanta propagasi), sementara bagian imajiner berpengaruh pada fenomena loss atau gain .  Pada fiber optik silika digunakan panjang gelombang telekomunikasi (1550 nm). Panjang gelombang tersebut cukup jauh dari panjang gelombang resonansi material fiber optik silika yang terjadi di panjang gelombang UV, hal ini menyebabkan tidak adanya indeks bias latar belakang dan loss transmisi menjadi sangat kecil bahkan diabaikan pada panjang gelombang telekomunikasi tersebut. Namun, kehadiran dari keretakan/cacat...

Serat optik untuk komunikasi telah berkembang dari prediksi awal dengan rugi transimisi sebesar beberapa desibel per kilometer hingga nilai finalnya yang hanya 0.2 dB/km. Alasan dibalik rugi transmisi yang rendah adalah beberapa sifat material yang tak disengaja. Pita celah dari material  fused silica terletak pada nilai sekitar 9 eV, sementara resonansi vibrasi inframerah memproduksi panjang gelombang 2 μm. Hamburan Rayleigh adalah mekanisme rugi transmisi yang dominan dengan karakteristik ketergantungan λ 4 dalam gelas fiber mengindikasikan homogenitas yang hampir sempurna dari material.  Penampang melintang dari serat optik dengan profil indeks bias. Pada umumnya perbedaan dari indeks bias core-cladding untuk serat optik moda tunggal pada panjang gelombang 1,5 μm adalah ~4,5 x 10 -3 dengan jari-jari inti sebesar 4 um. Profil indeks bias dari serat optik ditunjukkan oleh gambar diatas. Daerah inti ( core ) memiliki indeks bias yang lebih tinggi dibandingkan mat...

Sifat fotosensitif dari serat optik pertama kali diamati oleh Ken Hill dkk pada tahun 1978 dalam eksperimen yang menggunakan serat optik silika didoping oleh germanium dan laser ion argon pada spektrum radiasi cahaya tampak. Mereka mengamati bahwa seiring berjalannya waktu, cahaya yang dimasukkan dalam serat optik semakin banyak yang dipantulkan. Hal ini disebabkan oleh kisi indeks bias yang terbentuk dalam inti serat optik sebagai hasil dari pola intensitas gelombang berdiri (standing wave) yang terbentuk oleh 4% pemantulkan kembali dari ujung serat optik yang jauh dan cahaya yang merambat maju.  Set up eksperimen yang dilakukan oleh Hill dkk [1] Kisi indeks bias terbentuk dalam kesesuaian dengan meningkatnya intensitas pantulan/refleksi, yang pada gilirannya meningkatkan intensitas dari pola gelombang berdiri. Varasi indeks bias periodik terbentuk dalam panjang 1 meter dengan lebar pita sekitar 200 MHz. Meskipun merupakan penemuan yang baru dan menarik, bidang ini...

Fiber optik telah merevolusi dunia telekomuniikasi. Kesuksesan dari fiber optik terletak pada sifatnya yang hampir ideal/sempurna seperti rugi transmisi yang rendah, ambang kerusakan optik yang tinggi, dan nonlinieritas optik yang rendah. Kombinasi dari sifat-sifat ini telah memungkinkan komunikasi jarak jauh menjadi dapat direalisasikan. Pada waktu yang bersamaan, fiber optik yang cukup panjang memungkinkan daya optik berinteraksi dengan nonlinieritas optik yang kecil di dalam fiber optik sehingga dapat membangkitkan soliton optik, mengatasi batas yang dikenakan oleh dispersi linear. Pasar untuk fiber optik terus tumbuh, meskipun faktanya kota-kota besar telah menggunakan fiber optik dalam jumlah yang besar. Serat optik moda tunggal yang bersifat fotosensitif Tahapan selanjutnya dalam bidang komunikasi adalah produksi massal dari layanan terpadu, seperti ATM, tempat pembelanjaan, layanan internet, dan hiburan menggunakan live streaming video. Meskipun bandwidth yang tersedi...

FBG dengan jenis kisi yang berjarak sama atau seragam ( Uniform FBG) Selain parameter panjang gelombang pusat atau panjang gelombang Bragg seperti yang telah dijelaskan di artikel sebelumnya . FBG memiliki parameter lain seperti lebar pita ( bandwidth ) dan reflektivitas yang turut menentukan kinerja dari FBG sebagai sensor. Pada pembahasan kali ini akan dibahas lebih detail mengenai ketiga parameter tersebut. Namun untuk menyederhanakan analisis, jenis FBG yang dipakai adalah FBG seragam ( uniform FBG ), untuk jenis lainnya seperti Long Period FBG, Tilted FBG, Chirped FBG, Phase Shifted FBG, dan Superstructure FBG membutuhkan penyesuaian dan koreksi lebih lanjut.  1. Panjang gelombang Bragg Gambar diatas menunjukkan diagram skematik dari FBG yang diperbesar. Berdasarkan skema tersebut,  k 1   adalah vektor panjang gelombang yang ditransmisikan,  k 2  adalah vektor panjang gelombang yang dipantulkan, dan K  adalah momentum kisi yang secar...

Teori Moda Terkopel ( Coupled Mode Theory ) Teori moda terkopel adalah salah satu metode yang umum digunakan untuk menganalisis perambatan cahaya dalam pandu gelombang yang ada gangguannya (termasuk FBG ). Ide dasarnya adalah moda dari pandu gelombang yang tidak terganggu diselesaikan terlebih dahulu. Kombinasi kinear dari metode ini didefinisikan dan digunakan sebagai solusi percobaan pada persamaan Maxwell. Kemudian barulah digunakan untuk menyelesaikan pada struktur pandu gelombang yang ada gangguannya [1]. Yang ingin diperoleh dari teknik ini adalah informasi kuantitatif dari perlukau FBG seperti efisiensi difraksi FBF dan ketergantungan spektral dari kisi. Referensi: [1] Daud, S. and Ali, J., 2018. Fibre Bragg grating and no-core fibre sensors. Springer.