Download - Laporan Teknik Optik P2
LAPORAN PRAKTIKUM TEKNIK OPTIK–P2 BENDING PADA SERAT OPTIK PRAKTIKAN: Karina Anggraeni (2414105021) Nufiqurakhmah (2414105026) Angkik Pandu Rizky (2414105052) Devic Oktora (2413106007) Sirojulaili (2413106009) ASISTEN: Rinda Nur Hidayati (2411100018) Program Studi S-1 Teknik Fisika Jurusan Teknik Fisika Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2014
LAPORAN PRAKTIKUM TEKNIK OPTIK–P2
BENDING PADA SERAT OPTIK
PRAKTIKAN: Karina Anggraeni (2414105021) Nufiqurakhmah (2414105026) Angkik Pandu Rizky (2414105052) Devic Oktora (2413106007) Sirojulaili (2413106009) ASISTEN: Rinda Nur Hidayati (2411100018) Program Studi S-1 Teknik Fisika Jurusan Teknik Fisika Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2014
i
ABSTRAK
Dalam perkembangan zaman, kebutuhan manusia akan informasi
dan pertukaran data sangat tinggi sehingga dibutuhkan kecepatan
transmisi data yang cepat, efektif dan efisien. Salah satu
teknologi yang sering digunakan adalah serat optik. Serat optik bekerja menggunakan prinsip dasar Total Internal Reflection
(TIR) dimana suatu peristiwa dimana cahaya yang masuk ke
dalam serat optik diteruskan hingga keluar dari serat optik.
Namun penggunaan serat optik ini tidak lepas dengan adanya
rugi. Dimana rugi dapat terjadi karena adanya lekukan (bending)
pada serat optik. Fiber optik akan kehilangan daya yang salah
satunya diakibatkan oleh bending. Pengaruh perubahan lekukan
(bending) terhadap nilai daya keluaran adalah semakin besar jari-
jari lekukan maka daya keluaran akan semakin besar dan semakin
banyak lilitan maka daya keluaran akan semakin kecil. Dengan
kata lain, rugi-rugi daya optis berbanding terbalik dengan jari-jari lekukan dan berbanding lurus dengan jumlah lilitan pada serat
optik.
Kata kunci : serat optik, TIR, lekukan, daya keluaran, rugi-rugi
daya
ii
ABSTRACT
In the times, the human need for information and high data
exchange so we need fast data transmission speed, effective and
efficient. One technology that is often used is the optical fiber.
Fiber optics work using the basic principles of Total Internal Reflection (TIR) in which an event in which the incoming light
into an optical fiber is passed to the exit of the optical fiber.
However, the use of optical fibers is not separated by the loss.
Where losses may occur due to the curvature (bending) in the
optical fiber. Fiber optics will lose power, one of which caused
by bending. Effect of change in curvature (bending) of the value
of the output power is greater radius of curvature, the output
power will be greater and more winding the output power will be
smaller. In other words, the optical power loss is inversely
proportional to the radius of curvature and is directly
proportional to the amount of twist in the optical fiber.
Keywords: optical fiber, TIR, indentation, output power, power
loss
iii
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah memberikan
rahmat dan karunia-Nya sehingga laporan praktikum
Teknik Optik yang berjudul “Pengolahan Citra Pada Fotografi” dapat diselesaikan. Penyusunan laporan
praktikum ini tidak terlepas dari bimbingan berbagai pihak.
Penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada : 1. Agus M. Hatta, Ph.D., selaku dosen mata kuliah
Teknik Optik.
2. Detak Yan Pratama, S.T., M. Sc., selaku dosen mata kuliah Teknik Optik.
3. Rinda Nur Hidayati, selaku asisten praktikum.
4. Seluruh civitas akademik Teknik Fisika ITS
Penulis menyadari dalam penulisan laporan ini masih
terdapat kekurangan. Oleh karena itu, penulis menerima
saran dan kritik sebagai perbaikan.
Surabaya, Desember 2014
Penulis
iv
DAFTAR ISI
ABSTRAK i
ABSTRACT ii
KATA PENGANTAR iii
DAFTAR ISI iv
DAFTAR GAMBAR v
DAFTAR TABEL vi
BAB I PENDAHULUAN 1
1.1 Latar Belakang 1 1.2 Rumusan Masalah 1
1.3 Tujuan 2
1.4 Sistematika Laporan 2
BAB II DASAR TEORI 3 2.1 Serat Optik 3
2.2 Struktur Dasar Sebuah Serat Optik 4
2.3 Jenis-Jenis Serat Optik 4 2.4 Lekukan (Bending) Pada Serat Optik 5
BAB III METODOLOGI PERCOBAAN 6
3.1 Alat-alat Percobaan 6 3.2 Prosedur Percobaan 6
BAB IVANALISA DATA DAN PEMBAHASAN 8
4.1 Analisa Data 8
4.2 Pembahasan 16
BAB V PENUTUP 21
5.1 Kesimpulan 21
5.2 Saran 21
DAFTAR PUSTAKA 22
LAMPIRAN 23
v
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Struktur Serat Optik 3 Gambar 2.2 Pembiasaan Cahaya
3
Gambar 2.3 Serat Optik Singlemode Step Index 4
Gambar 2.4 Serat Optik Multimode Step Index 4
Gambar 2.5 Serat optik Grade Index Singlemode 5 Gambar 3.1 Set Up eksperimen 1 6
Gambar 3.2 Set Up Eksperimen 2 7
Gambar 4.1 Frekuensi Tingkat Keabuan 9 Gambar 4.2 Grafik Daya terhadap Jari-Jari Serat
Optik Singlemode 10
Gambar 4.3 Grafik Daya terhadap Jumlah
Lilitan Serat Optik Singlemode 11 Gambar 4.4 Grafik Loss Daya terhadap Jumlah Lilitan
Serat Optik Singlemode 12
Gambar 4.5 Grafik Daya terhadap Jari-Jari Serat Optik Multimode 13
Gambar 4.6 Grafik Loss Daya terhadap Jari-Jari Serat
Optik Multimode 14 Gambar 4.7 Grafik Daya terhadap Jumlah Lilitan
Serat Optik Multimode 15
Gambar 4.8 Grafik Daya terhadap Jumlah Lilitan
Serat Optik Multimode 16
vi
DAFTAR TABEL
Tabel 4.1 Data Hasil Percobaan Bending Serat Optik Singlemode dengan λ 1310 nm 8
Tabel 4.2 Data Hasil Percobaan Bending Serat Optik
Singlemode λ 1550 nm 9
Tabel 4.3 Data Hasil Percobaan Lilitan Serat Optik Singlemode dengan λ 1310 nm 10
Tabel 4.4 Data Hasil Percobaan Lilitan Serat
Optik Singlemode dengan λ 1550 nm 11
Tabel 4.5 Data Hasil Percobaan Bending Serat Optik
Multimode dengan λ 1310 nm 12
Tabel 4.6 Data Hasil Percobaan Bending Pada Serat
Optik Multimode dengan λ 1550 nm 13 Tabel 4.7 Data Hasil Percobaan Lilitan Serat Optik
Multimode dengan λ 1310 nm 14
Tabel 4.8 Data Hasil Percobaan Lilitan Serat Optik Multimode dengan λ 1550 nm 14
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Dalam perkembangan zaman, kebutuhan manusia akan
informasi dan pertukaran data sangat tinggi sehingga dibutuhkan kecepatan transmisi data yang cepat, efektif dan
efisien. Teknologi yang efektif dan efisien akan membantu
transmisi pengiriman data yang mengandung informasi dari
pengirim ke penerima berjalan secara akurat dan cepat. Oleh karenanya perlu adanya media pertukaran informasi dengan
bandwith yang lebar. Salah satu yang sering digunakan adalah
serat optik.Terbukti dengan perantara serat optik pengiriman data dapat dilakukan dengan bandwith 160 GB.
Namun penggunaan serat optik ini tidak lepas dengan
adanya rugi. Dimana rugi dapat terjadi karena adanya lekukan
(bending) pada serat optik. Fiber optik akan kehilangan daya yang salah satunya diakibatkan oleh bending. Rugi pada serat
optik sendiri tidak boleh lebih dari 0,3 dB/km atau dengan kata
lain 30 dB/100 km. Dari beberapa keterangan diatas, perlu diketahui prinsip-prinsip transmisi pada serat optik serta
pengaruh bending pada serat optik.
1.2 Perumusan Masalah
Permasalahan yang mucul pada percobaan modul 2
mengenai desain optik, yaitu:
1. Bagaimana prinsip-prinsip transmisi data pada serat optik?
2. Apa pengaruh lekukan (bending) pada daya sinyal
keluaran serat optik?
1.3 Tujuan
Tujuan yang ingin dicapai dalam percobaan modul 2 mengenai desain optik, yaitu :
2
1. Mengetahui prinsip transmisi sinyal pada serat optik
2. Mengetahui pengaruh perubahan lekukan (bending)
terhadap nilai daya sinyal yang ditransmisikan pada serat optik.
1.4 Sistematika Laporan Dalam laporan ini terdiri dari beberapa bab, sebagai
berikut :
BAB I : Pendahuluan
Bab ini menjelaskan tentang latar belakang, rumusan masalah, tujuan dan sistematika laporan.
BAB II : Dasar Teori
Bab ini menjelaskan tentang teori penunjang yang digunakan dalam percobaan ini.
BAB III : Metodologi
Bab ini menjelaskan secara detail mengenai langkah-langkah
yang dilakukan untuk mencapai tujuan dan untuk mendapatkan data keluaran yang dibutuhkan.
BAB IV : Analisa Data dan Pembahasan
Pada bab ini merupakan tindak lanjut dari bab III, setelah melakukan percobaan dan mendapatkan data maka dilakukan
analisa dan pembahasan.
BAB V : Kesimpulan dan Saran Dalam bab ini berisi kesimpulan dan saran dalam percobaan
ini.
3
BAB II
DASAR TEORI
2.1 Serat Optik
Serat 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[4]
. Bagian utama dari serat optik terdiri dari core dan
cladding.
Gambar 2.1 Struktur Serat Optik
[3]
Indeks bias core lebih besar daripada indeks bias cladding
agar terjadi Total Internal Reflection (TIR) yang mana merupakan suatu peristiwa dimana cahaya yang masuk ke
dalam serat optik diteruskan hingga keluar dari serat optik.
Syarat terjadinya Total Internal Reflection (TIR): Data Hasil Percobaan Lilitan Serat Optik Multimode dengan λ
1550 nm
1. Cahaya datang berasal dari zat yang lebih rapat menuju ke
zat yang lebih renggang. 2. Sudut datang lebih besar dari sudut kritis.
Hukum Snellius yang menjelaskan tentang pembiasan cahaya
pada dua medium dengan indeks bias berbeda seperti ilustrasi pada Gambar 2.2.
Gambar 2.2 Pembiasaan Cahaya
[5]
4
Gambar 2.2 menunjukan bahwa cahaya yang masuk ke dalam
medium dengan indeks bias yang berbeda akan mengalami pembelokan dan membentuk sudut bias. Sudut bias dan sudut
datang dihitung berdasarkan garis normal, dengan perumusan
matematis seperti pada persamaan (2.1).
=
(2.1)
2.2 Struktur Dasar Sebuah Serat Optik Struktur dasar dari sebuah serat optik yang terdiri dari 3
bagian :
a. Core (inti) b. Cladding (selimut) c. Coating (jaket)
2.3 Jenis-Jenis Serat Optik
a. Singlemode Step Index
Gambar 2.3 Serat Optik Singlemode Step Index[2]
Serat optik singlemode memiliki diameter core antara 2 – 10 mm. Cahaya hanya merambat dalam satu mode saja yaitu
sejajar dengan sumbu serat optik. Memiliki redaman yang
sangat kecil, memiliki lebar pita frekuensi yang sangat lebar, Digunakan untuk jarak jauh dan mampu menyalurkan data
dengan kecepatan bit rate yang tinggi.
b. Multimode Step Index
Gambar 2.4 Serat Optik Multimode Step Index
[2]
Kekurangan serat optik ini diantaranya kerugian dispersi
sewaktu transmit tetap besar, sehingga hanya baik digunakan
untuk menyalurkan data atau informasi dengan kecepatan
5
rendah dan jarak relatif dekat. Dalam multimode step index
mempunyai kelebihan diantaranya mudah terminasi, kopling
efisien serta tidak mahal sedangkan kerugiannya adalah dispersi lebar dan mempunyai bandwidth minimum.
c. Multimode Graded Index
Gambar 2.5 Serat optik Grade Index Singlemode
[2]
Cahaya merambat lurus membentuk ”envelope” dengan
kombinasi interval biasa.
2.4 Lekukan (Bending) Pada Serat Optik Bending merupakan salah satu faktor (selain absorbtion,
scattering) yang menyebabkan terjadinya redaman (atenuasi)
dalam proses transmisi sinyal pada serat optik[1]
. Ada dua jenis bending (pembengkokan) yaitu macrobending dan
microbending. Macrobending adalah pembengkokan serat
optik dengan radius yang panjang bila dibandingkan dengan
radius serat optik. Microbending adalah pembengkokan-pembengkokan kecil pada serat optik akibat ketidakseragaman
dalam pembentukan serat atau akibat adanya tekanan yang
tidak seragam pada saat pengkabelan. Redaman ( ) sinyal atau rugi-rugi serat optik didefenisikan sebagai perbandingan
antara daya output optik (Pout) terhadap daya input optik (Pin)
sepanjang serat L, dimana dapat ditunjukkan pada persamaan dibawah ini:
(2.2)
Dimana:
L = panjang serat optik (km)
Pin = daya input optic (watt)
Pout = daya output optik (watt)
= redaman
6
BAB III
METODOLOGI PERCOBAAN
3.1. Alat-alat Percobaan Adapun alat-alat yang digunakan dalam melakukan
percobaan antara lain:
1. Laser 2. Serat optik multimode
3. Serat optic singlemode
4. Penggaris 5. Optical Power Meter (OPM) Thorlabs
3.2. Prosedur Percobaan
Langkah-langkah percobaan modul 2 mengenai bending pada serat optik, yaitu :
1. Peralatan dirancang seperti Gambar 3.1
Gambar 3.1 Set Up eksperimen 1
2. Pengukuran dilakukan pada daya cahaya LASER yang
keluar dari serat optik sebelum diberi gangguan (bending) menggunakan OPM.
3. Serat optik diberi gangguan berupa lekukan (bending)
dengan kelengkungan diameter 2 cm dan diukur daya cahayanya menggunakan OPM.
4. Dilakukan variasi kelengkungan diameter serat optik antara 2 cm hingga 4 mm secara bertahap dan diukur daya
cahayanya menggunakan OPM (variasi rentang diameter
serat optik sesuai arahan asisten).
.
7
5. Dilakukan perbandingan data antara hasil keluaran cahaya
laser terhadap jari-jari bending yang diberikan menggunakan grafik.
6. Serat optik dililitkan pada silinder seperti pada Gambar 3.2
dan diukur daya cahayanya menggunakan OPM (variasi jumlah lilitan sesuai arahan asisten).
Gambar 3.2 Set Up Eksperimen 2
7. Dilakukan perbandingan data antara hasil keluaran cahaya LASER terhadap jumlah lilitan serat optik menggunakan
grafik.
8
BAB IV
ANALISA DAN PEMBAHASAN
4.1. Analisa Data
Pada percobaan P2 ini dilakukan percobaan mengenai
bending pada serat optik. Pada percobaan ini akan dilihat apakah gangguan berupa lekukan (bending) pada serat optik
berpengaruh terhadap daya yang terbaca pada OPM (Optical
Power Meter). Gangguan yang dimaksud berupa lekukan
dengan diameter tertentu serta lilitan pada silinder. Sementara itu, pengaruh ditunjukkan dengan adanya loss pada daya serat
optik (α).
dB (4.1)
Dari percobaan yang dilakukan pada panjang gelombang (λ) 1310 nm dan 1550 nm diperoleh data yang berbeda untuk serat
optik singlemode dan multimode.
4.1.1 Percobaan serat optik singlemode
Tabel 4.1 Data Hasil Percobaan Bending Serat Optik
Singlemode dengan λ 1310 nm
Diamet
er(cm)
Jari-Jari
(cm)
Pout (μW) Loss
(dB) 1 2 3 Rata2
2 1 2,988 2,952 2,908 2,949 0,336
2,2 1,1 2,761 2,758 2,759 2,759 0,625
2,4 1,2 2,822 2,82 2,815 2,819 0,532
2,6 1,3 2,732 2,735 2,744 2,737 0,661
2,8 1,4 2,83 2,843 2,815 2,829 0,517
3 1,5 2,908 2,924 2,92 2,917 0,384
3,2 1,6 2,737 2,74 2,737 2,738 0,659
3,4 1,7 2,752 2,751 2,754 2,752 0,636
3,6 1,8 2,99 2,985 2,988 2,988 0,280
3,8 1,9 3,038 3,037 3,036 3,037 0,209
9
4 2 3,093 3,094 3,095 3,094 0,128
Tabel 4.2 Data Hasil Percobaan Bending Serat Optik Singlemode λ 1550 nm
Diamet
er (cm)
Jari-Jari
(cm)
Pout (μW) Loss
(dB) 1 2 3 Rata2
2 1 3,840 3,895 3,885 3,873 0,322
2,2 1,1 4,104 4,132 4,138 4,125 0,049
2,4 1,2 4,190 4,157 4,186 4,178 -0,007
2,6 1,3 4,417 4,419 4,420 4,419 -0,251
2,8 1,4 4,671 4,670 4,669 4,670 -0,491
3 1,5 3,930 3,948 3,993 3,957 0,229
3,2 1,6 3,937 3,954 3,979 3,957 0,229
3,4 1,7 3,957 3,972 3,952 3,960 0,225
3,6 1,8 4,405 4,365 4,305 4,358 -0,191
3,8 1,9 3,845 3,794 3,852 3,830 0,370
4 2 3,970 3,964 3,960 3,965 0,220
Gambar 4.1 Grafik Daya terhadap Jari-Jari Serat Optik
Singlemode
2.70
3.20
3.70
4.20
4.70
5.20
1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2
Day
a (μ
W)
Jari-Jari (cm)
Daya terhadap Jari-Jari
Panjang Gelombang 1310 nm
Panjang Gelombang 1550 nm
10
Gambar 4.2 Grafik Loss Daya terhadap Jari-Jari Serat Optik
Singlemode
Tabel 4.3 Data Hasil Percobaan Lilitan Serat Optik
Singlemode dengan λ 1310 nm
Jumlah
Lilitan
Pout (μW) Loss
(dB) 1 2 3 Rata2
1 2,349 2,329 2,330 2,336 1,349
2 2,360 2,361 2,363 2,361 1,302
3 2,352 2,354 2,345 2,350 1,323
4 2,280 2,279 2,285 2,281 1,452
5 2,339 2,342 2,345 2,342 1,338
6 2,254 2,250 2,251 2,252 1,509
7 2,273 2,277 2,275 2,275 1,464
0.00
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2
Loss
(dB
)
Jari-Jari (cm)
Loss Daya terhadap Jari-Jari
Panjang Gelombang 1550 nm
Panjang Gelombang 1310 nm
11
Tabel 4.4 Data Hasil Percobaan Lilitan Serat Optik
Singlemode dengan λ 1550 nm
Jumlah
Lilitan
Pout (μW) Loss
(dB) 1 2 3 Rata2
1 2,304 2,321 2,318 2,314 2,558
2 1,869 1,872 1,871 1,871 3,482
3 2,386 2,279 2,385 2,350 2,491
4 0,907 0,872 0,890 0,890 6,710
5 0,414 0,403 0,429 0,415 10,018
6 0,357 0,342 0,352 0,350 10,757
7 0,218 0,220 0,219 0,219 12,798
Gambar 4.3 Grafik Daya terhadap Jumlah Lilitan Serat Optik
Singlemode
2.000
2.500
3.000
3.500
4.000
4.500
5.000
1 2 3 4 5 6 7
Day
a (μ
W)
Jumlah Lilitan
Daya terhadap Jumlah Lilitan
Panjang Gelombang 1550
Panjang Gelombang 1310 nm
12
Gambar 4.4 Grafik Loss Daya terhadap Jumlah Lilitan Serat
Optik Singlemode
4.1.2 Percobaan serat optik multimode
Tabel 4.5 Data Hasil Percobaan Bending serat Optik
Multimode dengan λ 1310 nm
Diamet
er(cm)
Jari-Jari
(cm)
Pout (μW) Loss
(dB) 1 2 3 Rata2
2 1 3,056 3,049 3,052 3,052 -0,073
2,2 1,1 2,934 2,956 2,950 2,947 0,080
2,4 1,2 2,908 2,865 2,906 2,893 0,160
2,6 1,3 3,165 3,179 3,220 3,188 -0,262
2,8 1,4 2,865 2,837 2,851 2,851 0,223
3 1,5 2,769 2,745 2,779 2,764 0,357
3,2 1,6 3,165 3,179 3,124 3,156 -0,218
3,4 1,7 3,142 3,001 3,008 3,050 -0,070
3,6 1,8 3,325 3,328 3,311 3,321 -0,440
3,8 1,9 3,247 3,247 3,240 3,245 -0,339
4 2 3,274 3,260 3,268 3,267 -0,369
0.000
2.000
4.000
6.000
8.000
10.000
12.000
14.000
1 2 3 4 5 6 7
Loss
(dB
)
Jumlah Lilitan
Loss Daya terhadap Jumlah Lilitan
Panjang Gelombang 1310 nm
Panjang Gelombang 1550 nm
13
Tabel 4.6 Data Hasil Percobaan Bending Pada Serat Optik
Multimode dengan λ 1550 nm
Diamet
er (cm)
Jari-Jari
(cm)
Pout (μW) Loss
(dB) 1 2 3 Rata2
2 1 2,226 2,185 2,182 2,198 -0,411
2,2 1,1 2,205 2,216 2,218 2,213 -0,442
2,4 1,2 2,185 2,185 2,185 2,185 -0,386
2,6 1,3 2,123 2,113 2,113 2,116 -0,248
2,8 1,4 2,545 2,537 2,576 2,553 -1,062
3 1,5 1,989 1,999 1,991 1,993 0,013
3,2 1,6 1,948 2,010 1,999 1,986 0,029
3,4 1,7 2,607 2,628 2,607 2,614 -1,165
3,6 1,8 2,221 2,154 2,164 2,180 -0,376
3,8 1,9 2,279 2,288 2,298 2,288 -0,587
4 2 2,607 2,579 2,561 2,582 -1,112
Gambar 4.5 Grafik Daya terhadap Jari-Jari Serat Optik
Multimode
2.50
3.00
3.50
4.00
4.50
5.00
5.50
6.00
6.50
1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2
Day
a (μ
W)
Jari-Jari (cm)
Daya terhadap Jari-Jari
Panjang Gelombang 1550 nm Panjang Gelombang 1310 nm
14
Gambar 4.6 Grafik Loss Daya terhadap Jari-Jari Serat Optik Multimode
Tabel 4.7 Data Hasil Percobaan Lilitan Serat Optik Multimode
dengan λ 1310 nm
Jumlah
Lilitan
Pout (μW) Loss
(dB) 1 2 3 Rata2
1 3,193 3,124 3,179 3,165 -0,231
2 2,551 2,538 2,524 2,538 0,729
3 3,056 3,042 3,042 3,047 -0,065
4 2,524 2,524 2,524 2,524 0,752
5 3,015 3,001 2,947 2,988 0,020
6 3,001 3,001 3,001 3,001 0,000
7 2,947 2,947 2,947 2,947 0,079
Tabel 4.8 Data Hasil Percobaan Lilitan Serat Optik Multimode
dengan λ 1550 nm
Jumlah
Lilitan
Pout (μW) Loss
(dB) 1 2 3 Rata2
-2.00
-1.50
-1.00
-0.50
0.00
0.50
1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2
loss
(dB
)
Jari-Jari (cm)
Daya terhadap Jari-Jari
Panjang Gelombang 1310 nm Panjang Gelombang 1550 nm
15
1 2,735 2,729 2,759 2,741 -1,370
2 2,484 2,463 2,495 2,481 -0,937
3 2,474 2,432 2,401 2,436 -0,857
4 2,365 2,201 2,049 2,205 -0,425
5 2,401 2,819 2,803 2,674 -1,263
6 2,295 2,545 2,535 2,458 -0,898
7 2,607 2,568 2,649 2,608 -1,154
Gambar 4.7 Grafik Daya terhadap Jumlah Lilitan Serat Optik
Multimode
2.00
2.20
2.40
2.60
2.80
3.00
3.20
3.40
1 2 3 4 5 6 7
Day
a (μ
W)
Jumlah Lilitan
Daya terhadap Jumlah Lilitan
Panjang Gelombang 1310 nm Panjang Gelombang 1550 nm
16
Gambar 4.8 Grafik Daya terhadap Jumlah Lilitan Serat Optik
Multimode
4.2 Pembahasan
4.2.1 Karina Anggraeni (2414105021) Berdasarkan percobaan diperoleh data hubungan antara
diameter bending dengan daya optis dan jumlah lilitan dengan
daya optis. Sebagian data yang diperoleh cenderung naik turun
(tidak konsisten). Berdasarkan teori bahwa semakin besar diameter bending maka daya optisnya semakin besar atau
dengan kata lain rugi-rugi daya yang dihasilkan semakin kecil.
Diameter bending berbanding terbalik dengan rugi-rugi daya.
Percobaan bending pada serat optik single mode dengan panjang gelombang 1310 nm seperti pada Tabel 4.1 terlihat
bahwa semakin besar diameter bending maka daya optisnya
cenderung semakin besar pula atau dengan kata lain rugi-rugi daya yang dihasilkan semakin kecil. Hal ini menunjukkan data
tersebut sudah sesuai teori. Namun, pada percobaan single
mode dengan panjang gelombang 1550 nm daya optis yang
-1.50
-1.00
-0.50
0.00
0.50
1.00
1 2 3 4 5 6 7
Loss
(dB
)
Jumlah Lilitan
Loss Daya terhadap Jumlah Lilitan
Panjang Gelombang 1310 nm Panjang Gelombang 1550 nm
17
dihasilkan cenderung naik turun (tidak konsisten). Hal ini
disebabkan karena adanya pengaruh konektor untuk
transmitter dan receivernya, adanya penyambungan dalam serat optik tersebut, dan jarak yang tidak konsisten pada
pengambilan data karena dilakukan tarik ulur untuk
memperbesar diameter bending. Berdasarkan teori bahwa semakin besar lilitan maka daya optisnya semakin berkurang,
berarti rugi-rugi dayanya semakin tinggi. Hasil percobaan
pada single mode sudah sesuai dengan teori, semakin besar
jumlah lilitan maka rugi-rugi dayanya semakin tinggi. Percobaan bending multi mode dengan panjang
gelombang 1310 nm dan 1550 nm pada Tabel 4.5 dan 4.6 jika
dilihat secara umum, semakin besar diameter maka semakin besar daya optis yang dihasilkan sehingga rugi-rugi dayanya
semakin kecil. Hal ini menunjukkan data tersebut sudah sesuai
teori meskipun jika dilihat secara setail data yang diperoleh
naik turun (tidak konsisten). Percobaan lilitan multimode dengan panjang gelombang 1310 nm dan 1550 nm pada Tabel
4.7 dan 4.8 jika dilihat secara umum, semakin besar lilitan
maka daya optis yang dihasilkan semakin berkurang. Hal ini menunjukkan data sudah sesuai dengan teori.
Pada percobaan lilitan, jika dilihat secara umum daya optis
single mode yang dihasilkan semakin menurun, sedangkan daya optis multi mode semakin naik. Dilihat dari struktur,
serat optik multi mode memiliki diameter core yang lebih
besar (sekitar 50-200 mikron) dibandingkan dengan serat optik
single mode yang hanya (2-10mm). Serat optik multi mode dapat lebih banyak melewatkan cahaya dibandingkan single
mode, sehingga daya optis multi mode lebih besar.
4.2.2 Nufiqurakhmah (2414105026)
Secara umum, dengan panjang gelombang (λ) yang sama
perambatan cahaya pada serat optik singlemode menghasilkan daya yang lebih besar dibandingkan serat optik multimode. Hal
ini dikarenakan diameter core pada serat optik singlemode
sangat kecil sehingga cahaya hanya merambat sejajar dengan
sumbu optik. Sementara pada serat optik multimode dengan
18
diameter core yang lebih besar, cahaya terpantul pada batas
cladding dan menyebabkan berkurangnya bandwith.
Dari hasil yang diperoleh pada percobaan, dapat disimpulkan semakin kecil jari-jari bending pada serat optik,
daya yang dihasilkan semakin kecil dan loss yang terjadi
semakin besar. Sementara itu, semakin banyak jumlah lilitan maka daya yang dihasilkan juga semakin kecil dan loss yang
terjadi semakin besar.
Grafik hasil percobaan tidak linier menunjukkan adanya
beberapa data yang menyimpang. Misalnya, percobaan pada serat optik singlemode dengan panjang gelombang 1310 nm,
daya ketika jari – jari 1,5 cm naik tetapi justru turun pada jari
– jari 1,6 cm. Beberapa data tidak sesuai dapat diakibatkan dari bebrapa faktor, diantaranya OPM (Optical Power Meter)
yang digunakan kurang stabil sehingga intensitas cahaya yang
dihasilkan melewati serat optik memiliki daya yang juga tidak
stabil. Selain itu, faktor microbending juga mungkin terjadi, apalagi selimut/jaket pada bagian yang dibending sudah
dihilangkan. Data pada serat optik singlemode cenderung
lebih linier daripada serat optik multimode dapat terjadi karena redaman pada singlemode sangat kecil sehingga faktor
kesalahan yang terjadi cenderung lebih kecil.
4.2.3 Angkik Pandu Rizky (2414105052)
Hasil ekperimen terhadap percobaan serat optik dapat
dilakukan dengan menggunakan dua jenis serat optik yang
terdiri dari singlemode dan multimode dengan menggunakan
panjang gelombang (λ) sebesar 1550 nm pada singlemode, serta 1310 nm dan 1550 nm pada multimode.
Pada percobaan menggunakan serat optik singlemode
dengan panjang gelombang (λ) sebesar 1550 nm, terlihat adanya penurunan daya hasil keluaran serat optik apabila
jumlah lilitan semakin besar (dapat dilihat pada Grafik 4.3).
Hal ini sesuai dengan teori yang ada, dimana bending
merupakan salah satu faktor yang menyebabkan terjadinya redaman dalam proses transmisi sinyal pada serat optik.
19
Apabila nilai redaman semakin besar, maka daya hasil keluran
serat optik semakin sedikit.
Pada percobaan menggunakan serat optik multimode dengan panjang gelombang (λ) sebesar 1310 nm dan 1550 nm,
terlihat adanya tidak kestabilan terhadap daya hasil keluaran
serat optik (dapat dilihat pada Grafik 4.5 dan Grafik 4.6). Hal ini disebabkan adanya human error pada saat pengambilan
data pengukuran.
Dari kedua percobaan serat optik singlemode dan
multimode terlihat perbedaan yang signifikan terhadap daya hasil keluaran serat optik, dimana serat optik singlemode
menghasilkan daya serat optik yang lebih besar dari pada serat
optik multimode. Hal ini dikarenakan serat optik singlemode memiliki ukuran core yang lebih kecil daripada ukuran
cladding, sehingga cahaya yang merambat di dalam core serat
optik dalam satu mode yaitu sejajar dengan sumbu serat optik.
Oleh karena itu, redaman pada serat optik singlemode lebih kecil dibandingkan dengan serat optik multimode.
4.2.4 Devic Oktora (24131060007) Pada percobaan kali ini digunakan panjang gelombang
1310 nm dan 1550 nm. Serta digunakan dua jenis serat optik
yaitu single mode dan multimude graded index. Dari kombinasi tersebut didapatkan 8 data bending. Dari ke delapan
data tersebut hanya pada kombinasi digunakan panjang
gelombang 1550 nm, single mode serat optik, dan diberi
bending berupa banyaknya jumlah lilitan yang memiliki data yang cukup linier. Tujuh data lain menunjukkan hasil yang
bisa dibilang tidak stabil dan tidak sesuai dengan teori. Hal ini
dapat dikarenakan berbagai macam hal. Pertama, bengkokan pada serat optik akan menyebabkan bagian dalam
termampatkan dan bagian luar tertarik lebih panjang sehingga
kepadatan material berubah. Fenomena ini menyebabkan indeks bias berubah, namun pada percobaan ini serat optik
telah terkelupas sehingga terlihat bagian dalamnya. Kedua
terdapat sambungan pada serat optik yang digunakan, dari
sambungan tersebut dapat terjadi adanya mikrobending. Ketiga, pengambilan data Pin yang harusnya pada serat optik
20
yang benar-benar lurus namun pada percobaan masih ada
lekukan meskipun dalam orde milimeter.
4.2.5 Sirojulaili (2413106009)
Dari analisis data yang di peroleh dari serat fiber optik
baik itu singlemode dan multimode di dapatkan data yang berbeda dengan lilitan dan lengkungan. Untuk analisa fiber
optic singlemode dengan λ 1310 nm data tersebut berubah-
ubah. Data tersebut menunjukan tidak liner terhadap diameter
lengkungan tersebut. Jika pada teori mengatakan semakin tinggi diameter lekungan maka data yang di dapat semakin
kecil Poutnya. Tetapi pada percobaan yang dilakukan tidak
terjadi demikin mungkin ini di sebabkan banyak factor. Sebenarnya factor yang paling utama adalah ketelitian itu
sendiri untuk melakuakan pembuatan diameter lengkungan.
Factor yang kedua bisaa jadi adalah fiber itu sendiri yang tidak
bagus. Data yang kedua dengan nilai λ 1550 nm untuk fiber optic singlemode. Data yang di peroleh juga tidak linier
seharusnya semakin tinggi diameter lekungan maka data yang
di dapat semakin kecil Poutnya. Pada dasarnya untuk data yang singlemode maupun yang multimode sama saja tidak jauh
beda dan factor yang mempengaruhinya juga sama dan tidak
berbeda. Untuk serat optic singlemode dan multimode dengan
percobaan mengunakan lilitan data yang di peroleh adalah
tidak berbeda semuanya tidak linier. Data tersebut baik itu
yang singlemode dan multimode. Dan farktor yang mempengaruhi tidak jauh beda dengan yang pake diameter
lengkungan. Seharusnya data yang diperoleh dari percobaan
ini adalah semakin banyak lilitan yang di buat maka hasil dari Poutnya juga semakin besar.
21
BAB V
PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Dari percobaan yang telah dilakukan, maka dapat
disimpulkan bahwa:
1. Transmisi data menggunakan serat optik menjadi
cepat, efisien dan efektif. Serat optik bekerja
menggunakan prinsip dasar Total Internal Reflection
(TIR). Indeks bias core lebih besar daripada indeks bias
cladding agar terjadi Total Internal Reflection (TIR) yang
mana merupakan suatu peristiwa dimana cahaya yang
masuk ke dalam serat optik diteruskan hingga keluar dari
serat optik.
2. Pengaruh perubahan lekukan (bending) terhadap
nilai daya keluaran adalah semakin besar jari-jari
lekukan maka daya keluaran akan semakin besar dan
semakin banyak lilitan maka daya keluaran akan
semakin kecil. Dengan kata lain, rugi-rugi daya optis
berbanding terbalik dengan jari-jari lekukan dan berbanding lurus dengan jumlah lilitan pada serat optik.
5.2 Saran
Saran yang dapat diberikan untuk praktikum bending pada serat optik ini adalah:
1. Peralatan yang digunakan dalam keadaan baik,
penyambungan serat optik dilakukan dengan benar dan konektor serat optik ke OPM dalam keadaan baik juga
agar nilai kesalahan yang dihasilkan semakin kecil.
2. Pengukuran jari-jari dilakukan dengan penggaris yang lebih akurat dan penentuan jarak serat optik yang tetap.
22
DAFTAR PUSTAKA
[1] Chapter II, Serat optik. Universitas Sumatera Utara. (repository.usu.ac.id/bitstream/.../4/Chapter%20II.pdf,
diakses 24 Oktober 2014)
[2] Roychoudhuri, Chandrasekhar.Fundamental of Photonics. USA : SPIE Press. 2008.
[3] Smith,Graham.Optiks and Photonics:An Introduction.
USA:John Wiley & Sons, Ltd. 2007
[4] http://id.wikipedia.org/wiki/Serat_optik [5] Hukum Snellius.
(http://id.wikipedia.org/wiki/Hukum_Snellius, diakses 30
Oktober 2013)
23
LAMPIRAN A
KONTRIBUSI ANGGOTA KELOMPOK
No Nama NRP Kontribusi
1 Karina Anggraeni 2414105021 Abstrak, Bab 5,
Editor
2 Nufiqurakhmah 2414105026 Pengolahan data Bab 4
3 Angkik Pandu Rizky 2414105052 Paper
4 Devic Oktora 2413105007 Bab 1 dan 3
5 Sirojulaili 2413105009 Bab 2