BAB III

JENIS SUMBER CAHAYA YANG BERBEDA PADA SERAT

OPTIK, KEUNTUNGAN DAN KERUGIAN SERAT OPTIK

A. Light Emitting Diode (LED)

Light Emitting Diode (LED) adalah suatu semikonduktor yang memancarkan cahaya monokromatik yang tidak koheren ketika diberi tegangan maju. Gejala ini termasuk bentuk elektroluminesensi. Warna yang dihasilkan bergantung pada bahan semikonduktor yang dipakai, dan bisa juga dekat ultraviolet, tampak, atau inframerah.

1. Prinsip Kerja LED

Di dalam LED terdapat sejumlah zat kimia yang akan mengeluarkan cahaya jika elektron-elektron melewatinya. Dengan mengganti zat kimia ini, kita dapat mengganti panjang gelombang cahaya yang dipancarkan, seperti infrared, hijau/biru/merah dan ultraviolet.

2. Cara Kerja LED

Kita sudah tau bahwa LED adalah dioda, sehingga memiliki kutup ( polar ). Arah arus konvensional hanya dapat mengalir dari anoda ke katoda. Dan bagaimana kita dapat membedakan kutup-kutupnya ? Perhatikan bahwa 2 kawat ( kaki ) pada LED memiliki panjang yang berbeda. Kawat yang panjang adalah anoda sedangkan yang pendek adalah katoda. Ada cara lain lagi, yaitu jika kamu melihat dari atas, kamu akan mengetahui ada sisi yang datar. Sisi yang datar itu adalah katoda. Jika kamu lihat ke dalamnya, kamu dapat membedakannya berdasarkan bentuk yang terlihat.

Dan bagaimana dengan LED bertipe surface mount ( SMD ) ?

Prinsip kerjanya masih sama, hanya bentuknya saja yang berbeda. Ada beberapa cara yang berbeda untuk menandai kutup dari LED SMD, Jadi cara yang terbaik adalah mengecek pada datasheet.

Keuntungan dari lampu LED:

a) Led Lights tidak mengandung Mercury

b) Jauh lebih hemat dalam hal pemakain listrik

c) Daya tahan lebih lama, yaitu 60x lebih lama dibanding dengan tipe lampu Incandescent dan 10x lebih lama dibanding tipe Fluorescent.

d) Lampu Led Outdoor Lights juga tidak menghasilkan panas sehingga dapat menghemat pemakaian AC (air conditioning).

Selain keuntungan dari Led Display, tentu saja saja ada kerugiannya yaitu harga Led Outdoor atau Led Indoornya jauh lebih mahal dibandingkan lampu biasa.

B. Injection Laser Diode (ILD)

Sebuah perangkat semikonduktor solid state terdiri dari pada satu pn mampu memancarkan koheren, dirangsang radiasi di bawah syarat-syarat tertentu.

Sebuah dioda laser adalah laser dimana medium aktif sebuah semikonduktor mirip dengan yang ditemukan dalam dioda pemancar cahaya. Yang paling umum dan praktis jenis dioda laser dibentuk dari pn junction dan didukung oleh menyuntikkan arus listrik.

Perangkat ini kadang-kadang disebut sebagai dioda laser injeksi untuk membedakan mereka dari (optis) dipompa dioda laser, yang lebih mudah diproduksi di laboratorium.

Tipe ILD yang beroperasi berdasarkan prinsip laser, lebih efisien dan dapat meneruskan data rate lebih bear. Ada kaitan antara panjang gelombang yang digunakan, tipe transmisi dan data rate yang dikirimkan.

1. Jenis – jenis Laser Diode (ILD)

Dioda laser yang sederhana struktur, yang dijelaskan di atas, adalah sangat tidak efisien. Perangkat seperti itu membutuhkan begitu banyak kekuatan yang mereka hanya bisa mencapai operasi berdenyut tanpa kerusakan. Walaupun secara historis penting dan mudah untuk menjelaskan, perangkat tersebut tidak praktis.

a. Double heterostructur laser

Dalam perangkat ini, lapisan rendah bandgap bahan diapit dua lapisan bandgap tinggi. Satu umum digunakan pasangan bahan bakugallium arsenide (Gaas) dengan aluminium gallium arsenide (Al x Ga (1-x) As). Setiap persimpangan antara bahan bandgap yang berbeda disebut heterostructure, maka nama “heterostructure ganda laser” atau DH laser. Jenis dioda laser yang dijelaskan dalam bagian pertama dari artikel mungkin akan disebut sebagai homojunction laser, untuk kontras dengan perangkat ini lebih populer.

Keuntungan dari DH laser adalah bahwa wilayah di mana elektron bebas dan lubang yang ada secara bersamaan-daerah aktif-hanyaterbatas pada lapisan menengah tipis. Ini berarti bahwa banyak lebih dari pasangan elektron-lubang dapat berkontribusi untuk penguatan-tidak begitu banyak yang tertinggal di pinggiran memperkuat buruk. Selain itu, cahaya ini tercermin dari heterojun

b. Quantum baik laser

Jika lapisan tengah dibuat cukup tipis, ia bertindak sebagai kuantum baik. Ini berarti bahwa variasi vertikal elektron fungsi gelombang, dan dengan demikian komponen energi, adalah quantised. Efisiensi sebuah sumur kuantum laser lebih besar daripada laser massal karena negara kepadatan elektron fungsi dalam sistem sumur kuantum memiliki tepi mendadak yang memusatkan energi elektron dalam menyatakan bahwa berkontribusi pada tindakan laser. Laser mengandung lebih dari satu sumur kuantum lapisan yang dikenal sebagai kuantum juga beberapa laser. Beberapa sumur kuantum meningkatkan gain tumpang tindih kawasan dengan optik Waveguide modus. Lebih jauh perbaikan dalam efisiensi laser juga telah dibuktikan dengan mengurangi sumur kuantum lapisan ke kawat kuantum atau ke “laut” dari titik kuantum.

c. Quantum cascade laser

Dalam laser kaskade kuantum, perbedaan antara tingkat energi dengan baik kuantum digunakan untuk transisi laser bukan bandgap. Hal ini memungkinkan tindakan laser yang relatif panjang gelombang, yang dapat disetel hanya dengan mengubah ketebalan lapisan. Mereka heterojunction laser.

d. Distributed umpan laser

Umpan didistribusikan laser (DFB) adalah yang paling umum jenis pemancar di DWDM-sistem. Menstabilkan lasing panjang gelombang, kisi difraksi yang tergores dekat dengan pn dari dioda. Kisi-kisi ini bertindak seperti penyaring optik,menyebabkan panjang gelombang tunggal untuk diberi makan kembali ke daerah dan memperoleh lase. Karena kisi memberikan umpan balik yang diperlukan untuk lasing, refleksi dari segi tidak diperlukan. Dengan demikian, setidaknya satu segi dari DFB adalah dilapisi anti-refleksi. The DFB laser memiliki panjang gelombang yang stabil yang ditetapkan oleh manufaktur selama nada kisi-kisi, dan hanya dapat disetel sedikit dengan suhu. Seperti laser adalah pekerja keras menuntut komunikasi optik.

e. VCSels

Vertical-rongga permukaan-memancarkan laser (VCSELs) memiliki rongga optik sumbu sepanjang arah aliran arus dan bukan tegak lurus terhadap aliran arus seperti pada dioda laser konvensional. Panjang daerah yang aktif sangat pendek dibandingkan dengan dimensi lateral sehingga radiasi yang muncul dari permukaan rongga bukan dari tepi. Para reflektor pada ujung rongga adalahcermin dielektrik dibuat dari bolak tinggi dan rendah indeks bias gelombang seperempat multilayer tebal.

Ada beberapa keuntungan untuk memproduksi VCSELs bila dibandingkan dengan proses produksi tepi-memancarkan laser. Ujung-emitter tidak dapat diuji sampai akhir proses produksi. Jika ujung-emitor tidak bekerja, apakah karena kontak buruk atau miskin kualitas pertumbuhan material, waktu produksi dan pengolahan bahan-bahan yang telah sia-sia. Selain itu, karena memancarkan sinar VCSELs tegak lurus terhadap daerah aktif dari laser sebagai lawan sejajar dengan tepi sebagai emitor, puluhan ribu VCSELs dapat diproses secara simultan pada tiga inci wafer gallium arsenide. Selain itu, meskipun proses produksi VCSEL lebih banyak tenaga kerja dan materi intensif, hasil dapat dikendalikan untuk hasil yang lebih dapat diprediksi.

f. VECSELs

Eksternal-vertikal permukaan rongga-memancarkan laser,atau VECSELs, mirip dengan VCSELs. Dalam VCSELs,cermin biasanya tumbuh epitaxially sebagai bagian dari struktur dioda,atau tumbuh secara terpisah dan terikat langsung ke berisi semikonduktor daerah aktif.VECSELs dibedakan oleh konstruksi dimana salah satu dari dua mirror yang berada di

luar struktur dioda. Akibatnya, rongga mencakup wilayah ruang bebas. Tipikal jarak dari dioda ke cermin eksternal akan menjadi 1 cm.

Salah satu fitur yang paling menarik dari setiap VECSEL adalah tipis-an memperoleh semikonduktor daerah di arah propagasi, kurang dari 100 nm. Sebaliknya, sebuah pesawat konvensional dalam cahaya semikonduktor laser mensyaratkan jarak propagasi lebih dari 250 μm ke atas sampai 2 mm atau lebih. Arti penting dari jarak propagasi pendek adalah bahwa hal itu menyebabkan efek “antiguiding” nonlinearities di daerah memperoleh dioda laser harus diminimalkan. Hasilnya adalah besar penampang optik single-mode berkas yang tidak dicapai dari dalam pesawat ( “ujung-memancarkan”) dioda laser.

Beberapa pekerja menunjukkan dipompa VECSELs optik, dan mereka terus dikembangkan untuk banyak aplikasi termasuk sumber daya tinggi untuk digunakan dalam industri permesinan (pemotongan, meninju, dll) karena mereka sangat tinggi dan efisiensi daya ketika dipompa oleh multi-mode dioda laser bar .

Aplikasi untuk dipompa listrik termasuk proyeksi VECSELs menampilkan, dilayani oleh menggandakan frekuensi yang hampir-IR emitter VECSEL untuk menghasilkan cahaya biru dan hijau.

Sumber : https://ayuewiejayantie.wordpress.com/persentasiserat-optik/Akses 13 Oktober 2015