- Repository - UNAIR

ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Penelitian
Penelitian diawali dengan pembuatan sampel untuk uji serapan panjang
gelombang sampel. Sampel yang digunakan pada uji serapan panjang gelombang
sampel adalah 100 ppm. Uji serapan panjang gelombang sampel menggunakan
spektrofotometer UV-Vis dan hasil uji serapan panjang gelombang sampel dapat
dilihat pada Gambar 4.1.
Gambar 4. 1. Hasil Uji Serapan Panjang Gelombang
Sampel Menggunakan Spektrofotometer UV-Vis
Setelah dilakukan uji serapan panjang gelombang sampel maka dilakukan
uji coba ekperimen 1. Hasil penelitian eksperimen 1 untuk konsentrasi larutan
Al(OH)3 100 ppm dan 200 ppm dapat dilihat pada Tabel 4.1.
29
Skripsi
Pendayagunaan Sensor Pergeseran Serat Optik untuk
Pendeteksian Sinyal Fotoakustik pada Bahan Cairan Al(OH)3
Bayu Ariwanto
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
30
Tabel 4.1. Hasil Ekperimen 1
Sinyal pada konsentrasi larutan Al(OH)3
100ppm
(Eksperimen 1)
Sinyal pada konsentrasi larutan
Al(OH)3 200ppm
(Eksperimen 1)
Pada ekperimen 2 digunakan mikropon sebagai pendeteksi sinyal
fotoakustik. Hasil pada eksperimen 2 untuk konsentrasi larutan Al(OH)3 100 ppm
dan 200 ppm dapat dilihat pada Tabel 4.2
Tabel 4.2. Hasil Eksperimen 2
Sinyal pada konsentrasi larutan Al(OH)3
100ppm
(Eksperimen 2)
Sinyal pada konsentrasi larutan
Al(OH)3 200ppm
(Eksperimen 2)
Langkah pertama pada eksperimen 3 dilakukan untuk mengetahui nilai
energi laser Nd:YAG pada setiap tegangan pumping yang digunakan. Hasil data
tersebut dapat dilihat pada Lampiran 1. Sebelum dilakukan pengujian terhadap
Skripsi
Pendayagunaan Sensor Pergeseran Serat Optik untuk
Pendeteksian Sinyal Fotoakustik pada Bahan Cairan Al(OH)3
Bayu Ariwanto
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
31
sampel larutan Al(OH)3, maka dilakukan pengujian terhadap cairan tanpa sampel
larutan Al(OH)3. Salah satu gambar sinyal pada penelitian ekperimen 3 untuk
bahan cairan tanpa sampel dapat dilihat pada Gambar 4.2 . Pengujian berikutnya
dilakukan pada sampel larutan Al(OH)3 dengan konsentrasi yang bervariasi. Salah
satu gambar sinyal pada penelitian ekperimen 3 untuk larutan Al(OH)3 dengan
konsentrasi 1666 ppm dapat dilihat pada Gambar 4.3. Salah satu gambar sinyal
pada konsentrasi Al(OH)3 yang lain dapat dilihat pada Lampiran 2.
Gambar 4.2. Sinyal Tanpa Sampel Larutan Al(OH)3
Skripsi
Pendayagunaan Sensor Pergeseran Serat Optik untuk
Pendeteksian Sinyal Fotoakustik pada Bahan Cairan Al(OH)3
Bayu Ariwanto
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
32
Gambar 4. 3. Sinyal pada Larutan Al(OH)3 1666 ppm
Hasil data nilai tegangan peak to peak untuk bahan cairan tanpa sampel
larutan Al(OH)3 dapat dilihat pada Lampiran 3 sedangkan hasil data nilai
tegangan peak to peak pada larutan Al(OH)3 dengan konsentrasi yang bervariasi
dapat dilihat pada Lampiran 4. Plot grafik perubahan tegangan peak to peak
terhadap konsentrasi dapat dilihat pada Gambar 4.4
Skripsi
Pendayagunaan Sensor Pergeseran Serat Optik untuk
Pendeteksian Sinyal Fotoakustik pada Bahan Cairan Al(OH)3
Bayu Ariwanto
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
33
Gambar 4. 4. Grafik Perubahan Tegangan Peak To Peak Terhadap Konsentrasi
Larutan Al(OH)3
Pengujian berikutnya untuk mengetahui hubungan tegangan peak to peak
terhadap energi laser Nd:YAG. Hasil data nilai tegangan peak to peak dapat
dilihat pada Lampiran 5. Dari data tersebut dibuat plot grafik. Plot grafik nilai
tegangan peak to peak terhadap energi laser Nd:YAG diperlihatkan pada Gambar
4.5
Gambar 4. 5. Grafik Tegangan Peak to Peak Terhadap Energi Laser Nd:YAG
Skripsi
Pendayagunaan Sensor Pergeseran Serat Optik untuk
Pendeteksian Sinyal Fotoakustik pada Bahan Cairan Al(OH)3
Bayu Ariwanto
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
34
4.2 Pembahasan
Pada ekperimen 1 digunakan sumber cahaya laser dioda dengan daya 30
mw dan mempunyai panjang gelombang sebesar 532 nm. Sumber cahaya yang
termodulasi dikenakan pada sampel yang diletakkan pada sel fotoakustik, pada
bagian jendelanya. Kemudian fluktuasi tekanan yang mengenai membran tipis
yang telah diberi lapisan pemantul diharapkan dapat terdeteksi oleh sensor
pergeseran serat optik sehingga dapat diubah menjadi sinyal listrik dan diterima
oleh penguat untuk diteruskan ke osiloskop. Hasil pada eksperimen 1 dapat dilihat
pada Tabel 4.1. Gambar pada Tabel 4.1 merupakan gambar foto digital pada layar
osiloskop. Gambar sinyal pada Tabel 4.1 tidak sesuai dengan yang diharapkan,
tidak ada sinyal yang terdeteksi oleh sensor pergeseran serat optik. Hal ini diduga
dikarenakan fluktuasi tekanan yang dihasilkan sangatlah kecil sehingga amplitudo
getaran yang terjadi pada membran tipis yang telah diberi lapisan pemantul tidak
sesuai dengan resolusi dari sensor pergeseran serat optik. Fiber coupler dengan
nilai coupling ratio 0,27 dan excess loss 1,064 digunakan sebagai sensor
pergeseran mikro. Performansi sensor mampu mendeteksi pergeseran obyek
sampai rentang 4 mm, sensitivitas 55,4 µW/mm dan resolusi sebesar 5 µm
(Samian, 2008).
Pada eksperimen 2 digunakan mikropon sebagai pendeteksi sinyal
fotoakustik pada bahan cairan Al(OH)3. Penggunaan mikropon diharapkan dapat
mendeteksi sinyal fotoakustik pada bahan cairan Al(OH)3. Pada eksperimen 2
digunakan sumber cahaya laser dioda yang sama dengan yang digunakan pada
eksperimen 1. Mikropon yang digunakan diletakkan di tengah pada dinding sel
Skripsi
Pendayagunaan Sensor Pergeseran Serat Optik untuk
Pendeteksian Sinyal Fotoakustik pada Bahan Cairan Al(OH)3
Bayu Ariwanto
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
35
fotoakustik 3 dengan sudut 1200. Peletakan mikropon mengacu pada penelitian
yang dilakukan oleh Asep Sutiadi (2003). Hasil penelitian dapat dilihat pada
Tabel 4.2. Pada Tabel 4.2, gambar sinyal yang didapatkan bukanlah sinyal
fotoakustik melainkan sinyal noise.
Dari kedua eksperimen tersebut, maka dapat diduga sumber cahaya yang
digunakan yaitu laser dioda memiliki daya yang tidak sesuai. Berdasar hukum
Lambert-Beer apabila serapan yang terjadi sangat lemah maka diperoleh besar
sinyal akustik berbanding lurus dengan konstanta sel, daya tanggap mikropon,
daya laser dan konsentrasi sampel (Asep Sutiadi, 2003). Oleh karena itu pada
eksperimen 3 digunakan sumber cahaya laser Nd:YAG. Laser Nd:YAG yang
digunakan mempunyai pulse duration 8 ns dan dioperasikan pada panjang
gelombang 532 nm dengan tegangan pumping 730 Volt. Berkas laser Nd:YAG
difokuskan untuk memperbesar intensitas laser. Detektor yang digunakan adalah
ultrasonic transducer merk Olympus.
Bentuk sinyal yang didapatkan pada eksperimen 3 dapat dilihat pada
Gambar 4.2 dan Gambar 4.3. Hasil yang didapatkan pada Gambar 4.2 dan
Gambar 4.3 bukan merupakan sinyal fotoakustik melainkan sinyal yang berasal
dari shock wave. Alasannya, dikarenakan sinyal yang didapatkan memiliki
frekuensi sebesar 2,5 MHz sedangkan sinyal fotoakustik berada sekitar frekuensi
bunyi yaitu 20 Hz – 20 KHz sesuai dengan frekuensi modulasi yang digunakan.
Pada dasarnya apabila laser berkekuatan tinggi difokuskan dalam udara atau
cairan, maka fenomena optical breakdown dihasilkan. Fenomena fisik yang
disebut optical breakdown ditandai dengan munculnya photodisruption berupa
Skripsi
Pendayagunaan Sensor Pergeseran Serat Optik untuk
Pendeteksian Sinyal Fotoakustik pada Bahan Cairan Al(OH)3
Bayu Ariwanto
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
36
munculnya shock wave. Semakin tinggi energi laser Nd:YAG yang digunakan
maka semakin tinggi sinyal shock wave yang terjadi. Hal ini dapat dilihat pada
Gambar 4.5. Fenomena optical breakdown menjadi kajian yang menarik apabila
dikaitkan dengan produksi shock wave pada larutan Al(OH)3 dengan konsentrasi
yang berbeda.
Terdapat interaksi antara berkas laser dengan sampel. Selama optical
breakdown, energi dikirim ke sampel baik ditransmisikan, direfleksikan,
disebarkan atau diabsorpsi. Adanya energi laser yang diserap oleh sampel maka
mempengaruhi produksi shock wave. Sampel digunakan seperti penghalang energi
laser untuk memproduksi shock wave. Hal ini dapat dilihat pada Gambar 4.4.
Adanya pengaruh konsentrasi larutan Al(OH)3 terhadap perubahan tegangan peak
to peak sinyal shock wave. Berbeda dengan peristiwa fotoakustik, energi yang
terserap oleh molekul-molekul sampel digunakan untuk membangkitkan sinyal
akustik sehingga semakin tinggi konsentrasi sampel maka semakin tinggi sinyal
fotoakustik yang dihasilkan.
Skripsi
Pendayagunaan Sensor Pergeseran Serat Optik untuk
Pendeteksian Sinyal Fotoakustik pada Bahan Cairan Al(OH)3
Bayu Ariwanto