Overview Materi Tinjauan mengenai semikonduktor : pita

energiLEDLASERPerbandingan LED dan LASER

Beberapa karakteristik yang harus dipenuhi oleh sumber optikUkuran dan konfigurasi kompatibel dengan cahaya yang

dimasukkan ke dalam serat.Mempunyai akurasi yang tinggi dalam mengkonversi sinyal

listrik untuk mengurangi distorsi dan derau.Cahaya yang dihasilkan berada pada panjang gelombang di

mana serat mempunyai redaman dan dispersi rendah.Kemudahan dalam memodulasi sinyal.Cahaya yang dihasilkan harus dapat di-couple ke dalam serat

dengan efisien agar menghasilkan daya optik yang cukup.Menghasilkan cahaya dengan lebar pita frekuensi yang cukup

sempit untuk meminimumkan dispersi.Cukup stabil terhadap pengaruh luar.Mempunyai keandalan tinggi dan harga yang cukup murah

Pita Energi

Untuk menentukan sifat elektrik bahan, apakah suatu benda termasuk isolator atau konduktor yang baik, ditentukan oleh pita konduksi dan pita valensi.

Selisih antara pita konduksi dan pita valensi adalah Egap (band_gap energy).

Egap = h f = h . c/λ = 6,625 . 10-34 . 3 . 108 / 1,6 . 10-19 λ = 1,24/λ eV

h = konstanta plank = 6,625 . 10-34 Joulec = 3 . 108 m/s1 eV = 1,6 . 10-19 Jouleλ dalam μm

Pita Energi (Cont..)

Bahan-bahan Sumber OptikBahan Singkatan Bandgap Energy

(eV)Aluminium phosphide AlP 3,0Aluminium arsenide AlAs 2,3Gallium phospide GaP 2,25Gallium arsenide GaAs 1,34Aluminium antimonide

AlSb 1,52

Indium phospide InP 1,27Silicon Si 1,1Germanium Ge 0,72Gallium Antimonide GaSb 0,7

LED (Light Emiting Diode)LED merupakan diode semikonduktor yang

memancarkan cahaya karena mekanisme emisi spontanLED mengubah besaran arus menjadi besaran

intensitas cahayaCahaya yang dipancarkan LED bersifat tidak koheren

yang akan menyebabkan dispersi kromatik sehingga LED hanya cocok untuk transmisi data dengan bit rate yang rendah sampai sedang.

Daya keluaran LED adalah -33 s.d. -10 dBmLED memiliki lebar spektral (spectral width) 30-50 nm

pada panjang gelombang 850 nm dan 50-150 nm pada panjang gelombang 1300 nm

Terdapat 2 jenis LED :1. Surface Emitting LED2. Edge Emitting LED

Karakteristis Surface Emitting LED : Memerlukan bias maju Emisi cahaya melalui permukaan Daerah aktif berbentuk lingkaran dengan diameter 50 μm Tipe high radiance, radiasi keluaran dengan sudut pancar

180o

Kemasan pigtail dengan serat optik langsung pada daerah aktif sepanjang 30 cm.

LED (Light Emiting Diode) (Cont..)

Karakteristis Edge Emitting LED : Radiasi keluaran lebih terarah Spektrum pancaran berbentuk ellips, emisi cahaya ke

arah samping atau ujung Memerlukan bias maju Lebar spektrum keluaran sudut paralel : 120o dan

sudut yang tegak lurus = 25o – 35o. Panjang gelombang emisi puncak ditentukan oleh

bahan yang digunakan dengan dopan yang ditambahkan. Dengan mengatur komposisi bahan dapat merubah harga Eg.

LED (Light Emiting Diode) (Cont..)

Energi Gap Berbagai Bahan LED

Karakteristik Penting LED1. Kurva daya optik keluaran terhadap arus 2. Kecepatan respon atau rise time3. Bandwidth

BW listrik = 0,35 GHz/tr ns.Biasanya harga rise time LED = 5 s.d. 250 ns.

LASER (Light Amplification by Stimulated Emmission of Radiation)Dioda laser merupakan diode semikonduktor yang

memancarkan cahaya karena mekanisme pancaran/emisi terstimulasi (stimulated emission)

Cahaya yang dipancarkan bersifat koherenDiode laser memiliki lebar spektral yang lebih sempit

(s.d. 1 nm), sehingga disperi kromatik bisa ditekan.Diterapkan untuk transmisi data dengan bit rate tinggiDaya keluaran optik -12 s.d. +3 dBm.Kinerja (keluaran daya optik, panjang gelombang,

umur) sangat dipengatuhi oleh temperature operasi.

Perbandingan LED dan LASER

Perbandingan LED dan LASER (Cont..)