PENGERTIAN DAN SEJARAH SINGKAT OPTOELEKTRONIKA DOSEN : Danang Erwanto, ST.,MT. DISUSUN : 1. Agus Prastyo 2. Eka Azzah R 3. Zudib Ainun N 16310730041 16310730037 16310730045 FAKULTAS TEKNIK ELEKTRO UNIVERSITAS ISLAM KADIRI 2018/2019 i KATA PENGANTAR Segala puji syukur kami panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan rahmat dan bimbinganya, sehingga kami dapat menyelesaikan makalah ini dengan tepat dan sebaik mungkin. Makalah ini kami susun untuk memenuhi nilai dan tugas di mata kuliah Elektronika Optik yang membahas tentang “Pengertian dan sejarah singkat Optoelektronika” Harapan kami, semoga makalah ini dapat memberikan manfaat yang berarti dalam pengajaran Elektronika Optik. Meskipun demikian, kami menyadari bahwa susunan dan materi yang terkandung dalam makalah ini masih banyak kekurangannya.Untuk itu, segala saran dan kritik sangat kami harapkan demi perbaikan makalah ini.Semoga makalah ini bermanfaat bagi kita semua. 24 September 2019 Penulis ii DAFTAR ISI KATA PENGANTAR ........................................................................................................................... ii DAFTAR ISI.......................................................................................................................................... 1 BAB I ...................................................................................................................................................... 2 PENDAHULUAN ................................................................................................................................. 2 1.1 PENGERTIAN OPTOELEKTRONIKA............................................................................ 2 1.2 SPEKTRUM OPERASIONAL OPTOELEKTRONIKA ................................................. 2 1.3 SEJARAH OPTOELEKTRONOKA .................................................................................. 4 1.4 DAYA TARIK OPTOELEKTRONIKA............................................................................. 5 1 BAB I PENDAHULUAN 1.1 PENGERTIAN OPTOELEKTRONIKA Optoelektonika merupakan kata gabungan antara awalan opto- (optika) dan elektonika, salah satu hasil karya manusia. Sudah jadi kodrat bahwa manusia selalu tidak merasa puas dengan apa yang diperolehnya. Hal ini menjadi pendorong keinginan manusia kreatif untuk berusaha mendapatkan apa yang belum ada, mereka selalu berpikir dan bekerja untuk mendapatkan hal-hal yang baru dan mengembangkan yag telah ada. Dapat ditemukan disini contoh dalam bidang ilmu pengetahuan alam. Sejak ditemukannya gejala kelistrikan, para ahli terus mengadakan penelitian dan pengembangan cabang baru ini. Lahirlah rangting yang baru yaitu elektronika. Demikian pula penelitian dan pengembangan cabang optika dan fisika mengalami kemajuan yang pesat. Dengan kecerdikan dan kejeliannya para ahli berhasil menggabungkan dan mengembangkan ketiga cabang tersebut sehingga lahirlah OPTOELEKTRONIKA. Secara umum, Optoelektronika dapat diartikan perpaduan antra Fisika, Optika, dan Elektronika, atau Optoelektronika adalah perpaduan antara fisika, optika, dan elektronika sedemikian sehingga terbnetuk suatu sarana yang lebih efektif dan efisien untuk keperluan pengalih informasi, pengaturan, pengendalian, penginderaan, dan pengukuran. Penelitian dan pengembangan bidang yang relatif baru ini terus berlangsung, sehingga tidaklah mengherankan bila para ahli berpendapat bahwa masa depan yaang akan datang bidang ini memasuki berbagai aspek kehidupan masyarakat. Penerapan Optoelektronika dapat ditemukan sehari-hari untuk berbagai remote control, piranti penampil LED dan LCD, oplocoupler, hingga sistem transmisi serat optis. 1.2 SPEKTRUM OPERASIONAL OPTOELEKTRONIKA Pada dasarnya tidak ada perbedaan antara gelombang cahaya dengan gelombang eektromagnetik lain seperti gelombang mikro, radar, dan sebagainya kecuali pada frekuensinya yang lebih tinggi. Bila semua jenis radiasi gelombang elektromagnetik disusun menurut panjang gelombang atau frekuensinya, maka susunan tersebut disebut 2 spektrum magnetik. Kawasan frekuensi ini dimulai dengan osilasi gelombang elektrik pada panjang gelombang yang sangat panjang yeng terukur dalam ribuan kilometer hingga sinar kosmik yang berpanjang gelombang sangat pendek yang terukur dalam per triliun meter. Karena Optoelektronika adalah cabang elektronika yang berhubungan dengan gelombang cahaya, maka piranti optoelektronika dibatasi peroperasi pada kawasan optika dalam spektrum gelombang elektromagnetik tertentu saja, yaitu pada tiga dasar frekuensi optika berikut. 1. Infrared (infra merah), frekuensinya terlalu rendah untuk dapat ditanggapi oleh syaraf penglihatan manusia. Panjang gelombang kawasan ini dimulai mulai pada 0,7500 hingga 4000 mikron (7500 – 40.000.000 angstrom): 1 mikrom = 10-6 meter dan angstom = 10-10 meter. 2. Cahaya tampak, yaitu cahaya yang dapat ditanggapi oleh indra penglihatan. Panjang gelombang kawasan ini antara 0,3900 dan 0,7500 mikron (3900 – 7500 angstrom). 3. Ultra violet, frekuensinya terlalu tinggi untuk dapat ditanggapi oleh syaraf pengelihatan. Panjang gelombang kawasan ini antara 0,005 sampai 0,3900 mikron (3900 – 7500 angstrom). 3 Pada Gambar 1.1 disajikan spektrum gelombang elektromagnetik dengan pembagian terinci dalam kawasan operasional Optoelektronika. 1.3 SEJARAH OPTOELEKTRONOKA Pembicaraan tentang sejarah Optoelektronika tidak bisa lepas dan masalah komunikasi, karena pangkal tolak perkembangan bidang ini adalah bidang komunikasi, sejak lebih dari dua abad lalu. Dengan penemuan sistem komunikasi visual oleh Claude Chappe di Perancis pada tahun 1792, yaitu yang berwujud Semafor, mulailah babak baru tinggi antara Paris dan Culle (230 km) yang pada puncaknya diberi lengan untuk memperagakan isyarat dan detektor penangkap isyarat ini adalah mata manusia. Sistem komunikasi optik ini merupakan sistem penyalur isyarat cepat yang pertama. Perkembangan sistem optik ini kemudian terhambat dengan penemuan telegrafi oleh Morse 1835, yang menggunakan isyarat elektrik yang dapat menempuh jarak yang lebih jauh, yaitu sepanjang benua Amerika dan Samudra Atlantik. Menjelang dan selama perang dunia, kedua pengguna sistem komunikasi optik bangkit kembali. Sebagai sumbernya digunakan piranti sejenis lampu, sedang sistem penerimanya dengan perangkat cermin terbentuk parabola dan tabung foto. Namun penggunaan teknolologi ini kurang praktis dan digunakan hanya untuk keperluan militer pada jarak terbatas. Diilhami oleh penemuan dioda dan transistor pada ahun 1948, perkembangan sistem komunikasi optik ini mulai pesat. Sebagai sumber elektroluminesens ditemukan dioda pancar cahaya (Ligh Emiting Dioda atau LED) dan fotodiode sebagai detektornya. Jarak yang dicapai pada saat itu tersebut masih pendek sekali, sebatas pada kemampuan pancar LED dan kekuatan cahaya yang mencapai fotodiode. Tak berapa lama kemudian mulai ditemukan penyalur isyarat cahaya (pemandu cahaya) yang efisien sehingga jarak penyaluran makin panjang. Pemandu gelombang yang pertama diperkenalkan Royal Society di Inggris oleh John Tyndal pad atahin 1954, berupa pipa yang isi air dan diberi sinar sewaktu air mengalir, yang ternyata membawa cahaya tersebut. Dalam tahun 1950 an pemandu seperti ini belum praktis karena kerugian dayanya yang relatif masih sangat tinggi. Sejak laser ditemukan sekitar awal tahun 1960 an, perkembangan Optoelektronika selanjutnya menjadi pesat sekali. Sebagai sumber elektroluminesens, laser mempunyai daya dan efisiensi yang jauh lebih besar dibandingkan dengan LED. 4 Pada tahun 1966. K. C. Kao dan G. A. Hochan mengajukan kertas kerja yang berjudul “Dielectric fiber surface wave guide for optical frequency” Proc. IEEE (London) 1151 – 1158 (1966), yang mengemukakan bahwa sifat-sifat gelas sangat cocok untuk digunakan sebagai pemandu cahaya. Dua tahun kemudian ditemukan bahwa mode penyebaran cahaya pada pemandu dapat dikurangi dengan membuat pemandu dan gelas dengan indekks bias tak seragam. Penyusutan daya yang dapat dicapai pada waktu itu mencapai 20dB/km. Penemuan lainnya yaitu pipa kapiler yang diisi cairan sebagai pemandu, dapat mengurangi penyusutan daya hingga mencapai 10 dB/km. Pengembangan pemandu terus berlangsung hingga pada tahun 1972 diperoleh pemandu untuk mode jamak dengan penyusutan mencapai 4 dB/km. Industri cenderung memproduksi pemandu untuk mode tunggal (hanya melewatkan satu pola gelombang), karena mode tunggal memiliki bidang yang lebih besar dibanding dengan mode jamak. Dewasa ini telah dicapai pemandu dengan penyusutan daya hingga 0,2 dB/km pada panjang gelombang 1,55 mikron. Sejalan dengan perkembangan serat optik, komponen Optoelektronika lainnya mampu mengalami perkembangan yang pesat. LED yang banyak diperkenalkan adalah jenis diode burrus dan diode dengan struktur tidak beragam. LED yang paing populer adalah yang menghasilkan cahaya pada panjang gelombang sekitar 800 meter. 1.4 DAYA TARIK OPTOELEKTRONIKA Optoelektronika adalah cabang ilmu yang relatif masih baru di khasanah ilmu pengetahuan dibanding elektronika. Optoelektronika terbentuk dan perkembangan ilmu yang terdahulu ada yaitu bidang optika dan elektronika. Karena merupakan penggabungan maka tentu saja watak, dan hasilnya mengandung unsur-unsur pembentuknya. Tujuan usaha penggabungan ini adalah unsur mendapatkan sesuatu yang lebih efektif dan efisien fungsi/ penggunanya, termasuk segi ekonomi, kekuatan, keandalan, daya guna, dan pengolahannya. Tergesrnya fungsi kabel logam, untuk menyalurkan informasi diberbagai bidang terapan oleh serat optik, merupakan salahsatu contoh perwujudan alasan-alasan tersebut. Serat optik mempunyai sejumlah keunggulan dibandingkan kawat logam. Serat optik lebih ringan, kapasitas lebih besar, kebal terhadap derau, kebal terhadap perubahan suhu, dan tidak tepengaruh oleh induksi elektromagnetik yang sering menganggu kabel logam. Pemancaran cahaya LED dan laser yang menghasilkan gelombang pembawa berupa cahaya akan mempunyai lebar bidang yang datar, daya guna yang besar, dan kontruksinya 5 yang relatif sederhana. Demikian juga pada sistem penerimannya, kontruksinya lebih sederhana, lebih enkonomis, dan masih banyak lagi kelebihan lainnya dibandingkan dengan sistem elektronika. 6
