APLIKASI LASER

I. PENDAHULUAN

Laser (singkatan dari bahasa Inggris: Light Amplification by Stimulated Emission

of Radiation) merupakan mekanisme suatu alat yang memancarkan radiasi elektromagnetik,

biasanya dalam bentuk cahaya yang tidak dapat dilihat maupun dapat lihat dengan mata normal,

melalui proses pancaran terstimulasi. Pancaran laser biasanya tunggal,

memancarkan foton dalam pancaran koheren. Laser juga dapat dikatakan efek dari mekanika

kuantum.

Dalam teknologi laser, cahaya yang koheren menunjukkan suatu sumber cahaya yang

memancarkan panjang gelombang yang diidentifikasi dari frekuensi yang sama, beda fase yang

konstan[1] dan polarisasinya. Selanjutnya untuk menghasilkan sebuah cahayayang koheren dari

medium lasing adalah dengan mengontrol kemurnian, ukuran, dan bentuknya. Keluaran yang

berkelanjutan dari laser dengan amplituda-konstan (dikenal sebagai CW atau gelombang

berkelanjutan), atau detak, adalah dengan menggunakan teknik Q-switching, modelocking,

atau gain-switching.

Dalam operasi detak, dimana sejumlah daya puncak yang lebih tinggi dapat dicapai.

Sebuah medium laser juga dapat berfungsi sebagaipenguat optik ketika di-seed dengan cahaya

dari sumber lainnya. Sinyal yang diperkuat dapat menjadi sangat mirip dengan sinyal input

dalam istilah panjang gelombang, fase, dan polarisasi; Ini tentunya penting

dalam telekomunikasi serat optik.

Sumber cahaya umum, seperti bola lampu incandescent, memancarkan foton hampir ke

seluruh arah, biasanya melewati spektrum elektromagnetik dari panjang gelombang yang luas.

Sifat koheren sulit ditemui pada sumber cahaya atau incoherens; dimana terjadi beda fase yang

tidak tetap antara foton yang dipancarkan oleh sumber cahaya. Secara kontras, laser biasanya

memancarkan foton dalam cahaya yang sempit, terpolarisasi, sinar koheren mendekati

monokromatik, terdiri dari panjang gelombang tunggal atau satu warna.

Beberapa jenis laser, seperti laser dye dan laser vibronik benda-padat (vibronic solid-state

lasers) dapat memproduksi cahaya lewat jangka lebar gelombang; properti ini membuat mereka

cocok untuk penciptaan detak singkat sangat pendek dari cahaya, dalam jangka femtodetik (10 -

15 detik). Banyak teori mekanika kuantum dan termodinamika dapat digunakan kepada aksi laser,

meskipun nyatanya banyak jenis laser ditemukan dengan cara trial and error.

Dari kiri ke kanan: sinar gamma, Sinar X, sinar ultraviolet,spektrum tampak,

sinar infrared, gelombang mikro, gelombang radio.

II. CARA KERJA LASER

Sebagaimana tertera di atas, ketika sejumlah elektron dalam atommenerima

stimulan/energi dari luar,dan keseluruhan elektronberadadalam kondisi inversipopulasi,

terjadilah pelepasanbanyak energi dalam suatu waktu;proses yang disebut pancaran terstimulasi.

Oleh karena itu, dalam alur kerja laser, elektron pertama-tama dibawa ke tingkat energi yang tinggi

(media yang digunakan untuktindakan ini bervariasi, dan akan dibahas pada

bagian berikutnya). Tindakan ini akan membuat atom tidak stabil, sehingga dengan gesitelektron

akan berpindah ke tingkat energi yang lebih rendah dan melepaskan foton (cahaya). Foton ini akan

dipantulkan oleh salah satu cermin yang ada pada laser, dan interaksinya dengan elektron pada

keadaan tereksitasi akan menghasilkan foton lain, dengan panjang gelombang dengan fasa dan

panjang gelombang yang sama. Foton inikembali dipantulkan dan berinteraksi dengan elektron-

elektron pada keada antereksitasi.Cermin lainnya yang dimiliki laser merupakan cermin half-

silvered  , yang hanya memantulkan sebagian foton, sementara sebagian lainnya menerobos keluar.Sinar

yang menerobos keluar ini adalah sinar yang bersifat monokromatik,koheren, dan berfasa tunggal,

yakni sinar laser.

III. JENIS-JENIS LASER

Terdapat berbagai macam media yang dapat digunakan untuk menghasilkansinar laser,

sehingga bermunculan pula jenis-jenis laser yang berbeda. Beberapadi antaranya adalah sebagai

berikut:

•Laser gas (gas laser ):

Laser yang mempergunakan gas sebagai sebagai medium. Terdapat berbagai jenis laser gas;

salah satunya adalah laserHeNe (helium-neon) yang mampu beroperasi pada panjang gelombang

yang bervariasi. Juga terdapat laser yang ditenagai reaksi kimia, sehinggaenergi yang berjumlah

besar bisa dihasilkan dalam waktu singkat, yakni chemical laser ‘laser kimia’.

 

 •Laser keadaan padat (solid-state laser ):

Laser tipe ini, seperti laser rubi(sesuai namanya, menggunakan medium rubi), menggunakan

batangan kristalin atau kaca yang diberikan (di-dope) ion yang mampu menghasilkan tingkat

energy yang dibutuhkan.Dopant yang digunakan,misalnya kromium, juga mempertahankan

keadaan inversi populasi.Apabila sinar diarahkan oleh pemantulan dalam total suatu serat

optik,laser dinamaifibre laser ‘laser serat’.

•Laser-laser jenis lainnya, seperti laser kristal fotonik, laser semikonduktor,laser

dye, laser elektron bebas, dan lainnya.

IV. APLIKASI LASER

Sejak diperkenalkannya laser pada tahun 1960, sebagai sebuah penyelesaian suatu

masalah[2], maka dalam perkembangan berikutnya laser telah digunakan secara meluas, dalam

bermacam-macam aplikasi modern, termasuk dalam

bidang optik, elektronik, optoelektronik, teknologi informasi,sains, kedokteran, industri,

dan militer. Secara umum, laser dianggap suatu pencapaian teknologi yang paling berpengaruh

dalam abad ke-20.

Umumnya laser beroperasi dalam spektrum

tampak pada frekuensi sekitar 1014 Hertz-15 Hertz atau

ratusan ribu kali frekuensi gelombang mikro. Pada awalnya

peralatan penghasil sinar laser masih serba besar dan

merepotkan. Selain tidak efisien, ia baru dapat berfungsi pada

suhu sangat rendah. Sinar laser yang dihasilkan belum

terpancar lurus. Pada kondisi cahaya sangat cerah pun,

pancarannya gampang meliuk-liuk mengikuti kepadatan

atmosfer. Waktu itu, sebuah pancaran laser dalam jarak 1 km, bisa tiba di tujuan akhir pada

banyak titik dengan simpangan jarak hingga hitungan meter.

Peragaan peralatan Laser Helium-Neon di Laboratorium Kastler-Brossel dariUniversitas

Pierre and Marie Curie.

Beberapa kelebihan laser diantaranya adalah kekuatan daya keluarannya yang amat tinggi

sangat diminati untuk beberapa applikasinya. Namun demikian laser dengan daya yang rendah

sekalipun (beberapa miliwatt) yang digunakan dalam pemancaran, masih dapat membahayakan

penglihatan manusia, karena pancaran cahaya laser dapat mengakibatkan mata seseorang yang

terkena mengalami kebutaan dalam sesaat atau tetap.

Sinar laser di atas kabut udara dan di kaca mobil Simbol laser untuk peringatan/pemberitahuan

V. CONTOH APLIKASI LASER

Banyak sekali aplikasi laser diantaranya sebagai laser pointer (untuk  presentasi) laser

untuk pelurus arah tembakan, Pemotong atau cutter yang sudah banyak digunakan di industri

baja dan elektronik, laser hair Removal. untuk menghilangkan rambut. Ada juga laser untuk

penyembuhan luka. Sedangkanaplikasi lain untuk industri, misalnya:

a) Spektroskopiadalah teknik untuk menganalisa bahan yang sering digunakandalam aplikasi ini adalah FTIR

( Fourier Transform Infra Red)menggunakan laser infra merah untuk di ukur tingkat serapan

suatu bahan. kemudian dicocokan dengan tabel sehingga dapat diketahui bahanapa saja yang

terkandung di dalam sampe yang diuji. b)

b) Material prosessing

Biasa digunakan untuk pemotong laser yang sering di gunakanadalah laser CO2.c)

c) Laser Pendingin

Laser sebagai pendingin mungkin memanfaatkan teknik ini.metode yang digunakan adalah atom

trapping. metode dimana sejumlahatom diperangkap kedalam kotak yang telah dirangkai

kedalam medanlistrik dan medan magnet kemudian meradiasi panjang gelombang yangkeluar,

kemudian memperlambat mereka kemudian sinar ini menjadidingin proses ini dikenal dengan

Bose-Einstein Condensate.

d)Sistem telekomunikasi

fiber optik sebagai sistem transmisi data untuk mempercepatkoneksi internet.

e)Pengukur Jarak 

untuk mengetahui jarak bulan terhadap bumi dilakukan denganmetode ini karena kecepatan

cahaya sudah diketahui maka denganmengukur jeda waktu akan diperoleh besar jaraknya.

1. Printer Laser

Cara Kerja printer laser adalah dengan prinsip elektrik statis. Awalnya Photoreceptor Drum

(OPC Drum) diberi muatan positif oleh Primary Charging Roller (PCR), dengan memberikan

arus listrik padanya. (Bagian ini ada di dalam Toner Catrid).

Kemudian printer menyorotkan sinar laser yang sangat kecil melewati permukaan photoreceptor

drum untuk membentuk image tulisan atau gambar sesuai dengan data yang dikirim oleh

komputer, berupa satu garis horizontal pada satu waktu. Sinar laser menyorotkan cahaya pada

Photoreceptor Drum untuk membentuk titik dan mematikan cahaya untuk tempat kosong per

halaman. Sinar laser tidak bergerak dengan sendirinya namun sinar laser itu dipantulkan melalui

cermin yang bisa bergerak sendiri. Sinar laser ini pasti berhenti pada titik di photoreceptor drum

dan membentuk image electrostatic. Bagian permukaan drum yg terkena sinar laser yang

berubah menjadi bermuatan negatif.

Setelah pola image lengkap, serbuk toner yang tersimpan di Toner hopper (di dalam cartridge)

diambil oleh Unit Developer (Magnetic Sleeve) . Toner yang bermuatan positif melekat pada

area Photoreceptor Drum yang telah membentuk image electrostastik, yaitu bagian Photoreceptor

Drum yg terkena sinar laser (muatan negativ) (hukum alam positf akan mendekat pada negatif)

Lembar kertas (dengan muatan negatif yang lebih kuat dari Photoreceptor Drum) bergerak

sepanjang sabuk dan roll diatas drum yang telah dibubuhi serbuk toner yang berpola. Kertas

mendorong bubuk toner dari drum untuk berpindah melekat pada kertas sehingga pola image

berserbuk toner berpindah pada kertas dan siap untuk difinishing pada Fuser.

Toner yang tidak menempel pada kertas dan masih melekat pada OPC Drum akan dihapus oleh

Wiper Blade dan kemudian masuk ke dalam Waste Bin (Pembuangan)

Fuser (Pemanas)

Fuser mengeringkan serbuk toner yang telah berbentuk image pada kertas agar kuat melekat

pada kertas. Kemudian kertas yang telah tercetak dikeluarkan menuju tray pengeluaran kertas

pada printer.

Sedangkan bagian yg memancarkan sinar laser yg kita bahas di bagian atas adalah :

Laser Scanner Assembly

Laser Scanner biasanya terdiri dari 3 unit bagian :

1. Laser

2. Cermin berputar

3. Lensa

Unit laser menerima data gambar maupun text dari komputer, lalu data tersebut dipancarkan ke

drum berupa titik-titik yang membentuk text atau gambar, bertahap secara horizontal pada drum.

Daftar Kekuatan Laser Dan Kegunaan Laser

Kekuatan Kegunaan / Fungsinya

1-5 mW Laser Penunjuk

5 mW Perangkat CD-ROM

5–10 mW DVD Player Atau Perangkat DVD-ROM

100 mW Kecepatan Tinggi Pembakaran Citra CD-RW

250 mW Pemakai Pembakaran DVD-R 16x

400 mW

Membakar Kotak Perhiasan Dengan Diska Didalamnya Selama 4 Detik[3]

Percetakan DVD Piringan Ganda 24x[4]

1 W Laser Hijau Digunakan Didalam Piringan Holographic Versatile Disc (HVD)

1–20 W Tidak Dijual Umum, Tetapi Ada Dan Digunakan Untuk Mesin Kecil

30–100 W Pembedahan CO2

100–3000 W Pembedahan CO2 Dan Laser Ini Digunakan Untuk Pemotongan Di Pabrik

5 kW Daya Pengeluarannya Mencapai 1 Cm/Bar

100 kW Digunakan Dalam Bidang Persenjataan Dan Didistribusikan Oleh Northrop Grumman

VI. PENUTUP

a. Kesimpulan

Dari uraian diatas dapat disimpulkan bahwa Laser adalah sebuah Cahaya yangDikuatkan

kemudian di stimulasi untuk menghasilkan radiasi. Laser dihasilkan dari proses relaksasi

elektron. Adapun Emisi pada laser terjadi dengan teratur dan memiliki panjang gelombang

tertentu. Pengaplikasian dari laser adalah sebagai pointer,

cutter,hair removal, spektroskopi, material prosessing, laser pendingin, systemtelekomunikasi,

dan pengukur jarak.

b. Saran

Dengan adanya makalah ini sekiranya dapat dijadikan bahan acuan dalam penggunaan

laser dengan benar dan sesuai kebutuhan.Makalah aplikasi laser di bidang industry dan militer

bagi pembaca kurang begitusempurna, untuk itu saran dan kritik yang membangun diperlukan

untuk membenahimakalah ini