4. 4/23/2013presented by kelompok 3
4
a. Anda mungkin akan mendengar tentang kabel serat optik setiap kali orang berbicara
tentang sistem telepon, sistem TV kabel atau Internet. Garis Fiber-optik helai kaca optik murni
setipis rambut manusia yang membawa informasi digital melalui jarak jauh. Kabel ini juga
digunakan dalam pencitraan medis dan inspeksi teknik mesin. Saat ini terutama di negara
maju, infrastruktur komunikasi yang dibangun sebagian besar sudah menggunakan media
fiber optik. Infrastruktur komunikasi sangatlah penting, maka dari itu fiber optik yang memang
benar-benar andal banyak sekali digunakan. Meskipun tidak semurah kabel tembaga,
namun media ini jauh lebih powerful daripada media kabel tembaga.
b. Di samping itu Penelitian-penelitian di bidang kimia, fisika, material, metalurgi, lingkungan,
farmasi, kedokteran bahkan teknik sipil dan teknik mesin hampir semuanya didasari atas
pemanfaatan karakteristik suatu partikel. Bagaimanakah caranya untuk mengetahui ukuran
suatu partikel?
Kedua hal yang melatarbelakangi di atas akan dikupas dalam makalah ini nantinya pada Bab
Pembahasan
5. Apa yang dimaksud
dengan fiber optik,
beserta prinsip kerja
dan kegunaannya
Apa yang dimaksud
dengan light
scattering beserta
prinsip kerja dan
kegunaannya
Dapat menjelaskan
apa yang dimaksud
dengan fiber optik,
beserta prinsip kerja
dan kegunaannya
Dapat menjelaskan
apa yang dimaksud
dengan light
scattering, beserta
prinsip kerja dan
kegunaannya
4/23/2013presented by kelompok 3 5
6. 4/23/2013presented by kelompok 3
6
1. Pengertian Fiber Optik
2. Jenis Fiber Optik
3. Komponen dalam Fiber
Optik
4. Prinsip Kerja Fiber Optik
5. Kelebihan dan
Kekurangan Fiber optik
1. Pengertian Light
Scattering
2. Jenis Hamburan
3. Cabang dari Light
Scatterring
a. SLS
b. DLS
8. 4/23/2013presented by kelompok 3 8
Struktur Serat Optik pada umumnya terdiri dari 3 bagian yaitu:
1. Inti (core); dimana gelombang cahaya yang dikirimkan akan
merambat dan mempunyai indeks bias lebih besar dari lapisan kedua.
Terbuat dari kaca (glassm, dalam hal ini tergantung dari jenis Serat
optiknya.125 ) yang berdiameter antara 2
1. Selimut (Cladding); dimana bagian ini mengelilingi bagian inti dan
mempunyai indeks bias lebih kecil dibandingkan dengan bagian inti.
Cladding adalah selubung dari core. Cladding mempunyai indek bias
lebih rendah dari pada core akan memantulkan kembali cahaya yang
mengarah keluar dari core kembali kedalam core lagi.
1. Jaket (Coating); dimana bagian ini merupakan pelindung lapisan inti
dan selimut yang terbuat dari bahan plastik yang elastis.
9. 4/23/2013presented by kelompok 3 9
Single-
mode
fibers
•inti kecil
(berdiameter
0.00035 inch atau 9
micron)
•berfungsi
mengirimkan sinar
laser inframerah
(panjang
gelombang 1300-
1550 nanometer)
Multi-
mode
fibers
•inti lebih
besar(berdiameter
0.0025 inch atau 62.5
micron)
•berfungsi
mengirimkan sinar
laser inframerah
(panjang
gelombang 850-
1300 nanometer).
10. 4/23/2013presented by kelompok 3 10
Komponen
Cahaya
Pembawa
Informasi
Optical
Transmitter
Fiber Optics
Cable
Optical
Regenerator
Optical
Receiver
12. Cahaya dalam serat optik
Pemantulan dan pembiasan
cahaya dalam serat optik optik
4/23/2013presented by kelompok 3 12
13. fiber optik memantulkan dan membiaskan sejumlah cahaya yang merambat di dalamnya.
Efisiensi dari serat optik ditentukan oleh kemurnian dari bahan penyusun gelas/kaca.
Semakin murni bahan gelas, semakin sedikit cahaya yang diserap oleh fiber optik.
Untuk mengirimkan percakapan-percakapan telepon atau internet melalui fiber optik, sinyal
analog diubah menjadi sinyal digital. Sebuah laser transmitter pada salah satu ujung kabel
melakukan on/off untuk mengirimkan setiap bit sinyal.
Helai serat kaca dilapisi oleh 2 lapisan plastik (2 layers plastic coating) dengan melapisi
serat kaca dengan plastik, akan didapatkan equivalen sebuah cermin disekitar serat kaca.
Cermin ini menghasilkan total internal reflection (refleksi total pada bagian dalam serat
kaca).
pada fiber optics, cahaya berjalan melalui serat kaca pada sudut yang rendah. Sama halnya
ketika kita berada pada ruangan gelap dengan sebuah jendela kaca, kemudian kita
mengarahkan cahaya senter 90 derajat tegak lurus dengan kaca, maka cahaya senter akan
tembus ke luar ruangan. Akan tetapi jika cahaya senter tersebut diarahkan ke kaca jendela
dengan sudut yang rendah (hampir paralel dengan cahaya aslinya), maka kaca tersebut
akan berfungsi menjadi cermin yg akan memantulkan cahaya senter ke dalam ruangan.
Reliabilitas dari serat optik dapat ditentukan dengan satuan BER (Bit error rate). Salah
satu ujung serat optik diberi masukan data tertentu dan ujung yang lain mengolah data itu.
Dengan intensitas laser yang rendah dan dengan panjang serat mencapai beberapa km,
maka akan menghasilkan kesalahan. Jumlah kesalahan persatuan waktu tersebut
dinamakan BER. Dengan diketahuinya BER maka, Jumlah kesalahan pada serat optik yang
sama dengan panjang yang berbeda dapat diperkirakan besarnya.
4/23/2013 presented by kelompok 3 13
14. Kekurangan
Beberapa faktor membatasi efektivitas
kabel FO. Selain instalasinya yang
mahal, sistem ini mungkin sinyalnya
kurang kuat, hal ini disebabkan karena
faktor fisik ataupun material.
Dispersi dapat mempengaruhi volume
informasi yang dapat diakomodasi.
Tidak seperti halnya dengan kawat atau
plastik, fiber juga lebih sulit untuk
disambung.
Sambungan akhir dari kabel fiber
harus benar-benar akurat untuk
menghindari transmisi yang tidak jelas.
Komponen FO mahal dan membutuhkan
biaya ekstra dalam pengaplikasian
yang lebih spesifik.
Kelebihan
Bandwidth sangat besar dengan
kecepatan transmisi mencapai gigabit-
per detik dan menghantarkan informasi
jarak jauh tanpa pengulangan
Biaya pemasangan dan pengoperasian
yang rendah serta tingkat keamanan
yang lebih tinggi
Ukuran kecil dan ringan, sehingga
hemat pemakaian ruang
Kebal terhadap gangguan
elektromagnetik dan gangguan
gelombang radio
Tidak ada tenaga listrik dan percikan
api
Tidak berkarat
4/23/2013presented by kelompok 3 14
15. 4/23/2013presented by kelompok 3
15
Light scattering adalah bentuk hamburan
cahaya yang mana bentuk memperbanyak
energi yang terhambur. Hamburan cahaya
dapat dianggap sebagai defleksi dari sinar
dari jalan yang lurus, misalnya dengan
penyimpangan oleh propagasi media,
partikel, atau pada antarmuka antara dua
media. Penyimpangan dari hukum refleksi
karena penyimpangan pada permukaan
juga biasanya dianggap sebagai bentuk
hamburan.
Kebanyakan suatu objek terlihat karena adanya hamburan cahaya pada
permukaan objek tersebut. Hamburan cahaya tergantung pada panjang
gelombang atau frekuensi dari cahaya yang tersebar.
16. 4/23/2013presented by kelompok 3
16
Hamburan Rayleigh adalah hamburan elastis cahaya oleh molekul dan
partikel yang jauh lebih kecil dari panjang gelombang cahaya insiden. Hal
ini terjadi ketika cahaya menembus gas, cair, atau padat fase materi.
Intensitas hamburan Rayleigh memiliki ketergantungan yang sangat kuat
pada ukuran partikel
Hamburan mie adalah hamburan cahaya oleh partikel berbentuk bola
dengan diameter apapun. Intensitas hamburan umumnya tidak tergantung
pada panjang gelombang, tetapi sensitif terhadap ukuran partikel.
Hamburan Tyndall mirip dengan hamburan Mie tanpa pembatasan
geometri bulat dari partikel. Hal ini terutama berlaku untuk koloid
campuran dan suspensi.
17. 4/23/2013presented by kelompok 3
17
Hamburan Brillouin terjadi dari interaksi foton dengan akustik
fonon dalam padatan, yang kuanta getaran getaran kisi, atau
dengan gelombang elastis dalam cairan.
Hamburan Raman adalah bentuk lain dari hamburan cahaya
inelastis, tapi bukannya hamburan fonon dari akustik, seperti di
Brillouin hamburan, cahaya berinteraksi dengan fonon optik,
yang sebagian besar adalah getaran intra-molekul dan rotasi
dengan energi lebih besar dari fonon akustik.
18. Perbedaan Skema hamburan antara Rayleigh scattering dengan Mie Scattering
4/23/2013presented by kelompok 3 18
19. 4/23/2013presented by kelompok 3
19
Cabang umum dalam istilah hamburan cahaya adalah
hamburan cahaya statis (Static Light Scattering atau SLS)
dan hamburan cahaya dinamis (Dynamic Light
Scattering atau DLS).
20. 4/23/2013presented by kelompok 3
20
SLS adalah teknik optik yang mengukur intensitas cahaya
yang tersebar dalam ketergantungan dari sudut hamburan
untuk memperoleh informasi tentang sumber hamburan.
Sebuah aplikasi khas adalah penentuan berat rata-rata berat
molekul Mw dari makromolekul seperti polimer atau protein.
Pengukuran intensitas hamburan pada sudut yang berbeda
memungkinkan perhitungan root mean radius persegi, juga
disebut jari-jari rotasi Rg. Dengan mengukur intensitas
hamburan untuk satu makromolekul pada berbagai
konsentrasi, yang virial kedua koefisien A2, dapat dihitung.
21. 4/23/2013presented by kelompok 3
21
Untuk percobaan SLS, prinsip kerjanya adalah: sebuah laser digunakan untuk menerangi
kuvet berisi sampel yang akan dianalisis. Satu atau banyak detektor yang digunakan
untuk mengukur intensitas hamburan yang tergantung pada sudut hamburan θ. Ini disebut
hamburan kurva Is(θ) berisi informasi tentang ukuran hamburan partikel, bentuk dan
massa molar. Dalam rangka untuk mengukur rata-rata berat molekul Instrumen SLS yang
dikalibrasi menggunakan referensi yang terkenal seperti toluena. The Rasio Rayleigh
toluena dapat diperiksa dalam tabel yang ada.
22. 4/23/2013presented by kelompok 3
22Hamburan cahaya statis adalah teknik in-situ di mana, sebagai
lawan teknik pencitraan langsung seperti SEM atau TEM,
sampel dapat diukur dalam keadaan alami selama konsentrasi
partikel cukup kecil untuk menghindari beberapa efek
hamburan.
Kesalahan pengukuran dapat disebabkan oleh beberapa
kesalahan hasil hamburan yang signifikan dalam pengukuran
yang sering tidak diperhatikan oleh pengguna.
Hal ini hanya dapat dihindari jika teknik khusus seperti korelasi
silang digunakan untuk menekan beberapa hamburan.
24. 4/23/2013presented by kelompok 3
24
DLS - juga dikenal sebagai Photon Correlation Spektroskopi
atau Quasi-Elastic Light Scattering QELS) adalah salah satu
teknik hamburan cahaya yang paling populer karena
memungkinkan pengukuran diameter partikel 1 nm.
Prinsip dasarnya adalah sederhana: Sampel disinari oleh sinar
laser dan fluktuasi cahaya yang tersebar terdeteksi pada
sudut hamburan yang disebut θ oleh detektor foton cepat.
Instrumen DLS sederhana yang mengukur pada sudut tetap
dapat menentukan rata-rata ukuran partikel dalam rentang
ukuran terbatas. selebihnya penguraian instrumen multi-sudut
dapat menentukan distribusi penuh ukuran partikel.
26. 4/23/2013presented by kelompok 3
26
Kualitas pengukuran DLS tergantung pada beberapa faktor.
Seperti kualitas komponen (laser, detektor, correlator ), faktor-
faktor lain yang dapat mempengaruhi pengukuran secara
signifikan adalah beberapa poin penting sebagai berikut:
Sudut hamburan dan Hamburan Jamak
Contoh instrumen DLS
27. Fiber Optik adalah 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. Sumber cahaya yang
digunakan biasanya adalah dari sinar laser
atau LED. Pada prinsipnya fiber optik
memantulkan dan membiaskan sejumlah
cahaya yang merambat di dalamnya.
Efisiensi dari serat optik ditentukan oleh
kemurnian dari bahan penyusun gelas/kaca.
Semakin murni bahan gelas, semakin sedikit
cahaya yang diserap oleh fiber optik.
Light scattering adalah bentuk hamburan
cahaya yang mana bentuk memperbanyak
energi yang terhambur. Hamburan cahaya
dapat dianggap sebagai defleksi dari sinar
dari jalan yang lurus, misalnya dengan
penyimpangan oleh propagasi media,
partikel, atau pada antarmuka antara dua
media. Penyimpangan dari hukum refleksi
karena penyimpangan pada permukaan
juga biasanya dianggap sebagai bentuk
hamburan. Cabang umum dalam istilah
hamburan cahaya adalah hamburan cahaya
statis (Static Light Scattering atau SLS) dan
hamburan cahaya dinamis (Dynamic Light
Scattering atau DLS).
4/23/2013presented by kelompok 3 27
