Laser 3D

PENDAHULUAN

Salah satu aplikasi yang populer dari laser adalah kegunaannya dalam memancarkan sinar koheren yang dimanfaatkan dalam bidang holografi. Sejak laser ditemukan pada tahun 1960 perkembangan holografi berkembang pesat, tidak hanya sekedar kenikmatan dalam keindahannya saja tapi juga mempunyai nilai jual yang lebih dalam ilmu pengetahuan dan teknologi.

Holografi adalah suatu teknik perekaman citra (secara optik) yang menghasilkan bayangan tiga dimensi didasarkan pada peristiwa interferensi yang di rekam pada medium dua dimensi, pada medium inilah yang disebut hologram. Istilah hologram sendiri berasal dari bahasa Yunani kuno “holos” yang berarti seluruh atau utuh dan “gram” yang berarti informasi atau rekaman. Hologram sering di deskripsikan sebagai gambar tiga dimensi yang berisi informasi tentang ukuran, bentuk, kecerahan dan kekonstrasan dari objek yang direkam. Informasi ini di simpan dalam ukuran sangat mikroskopik dan pola kompleks dari interferensi. Dalam informasi inipun tersimpan informasi tentang amplitudo dan fase gelombang cahaya yang berasal dari objek yang direkam, hal inilah yang menyebabkan dapat terbentuk bayangan tiga dimensi. Hologram menyediakan dengan apa yang disebut sebagai “parallax” yang memungkinkan pengamat dapat melihat bayangan objek dengan perspektif yang berbeda seakan-akan objek yang asli ada di sana.

Pada fotografi bayangan yang didapat tidak berbentuk tiga dimensi dan tidak didapatkan penampakan parallax hanya gambar dua dimensi, hal ini dikarenakan fotografi tidak merekam fase dari tiap titik objek tapi kuadrat amplitudonya saja. Kerusakan pada fotografi akan mengakibatkan hilangnya informasi mengenai objek sedangkan holografi tetap memiliki informasi keseluruhan dari objek tersebut betapapun kecilnya hologram tersebut.

Dalam kehidupan sehari–hari banyak kita jumpai hologram di televisi maupun pada barang–barang yang di tempeli hologram seperti credit card, logo merk, materai dan lain–lain, tetapi meskipun hologram suatu produk yang populer di masyarakat proses pembuatan hologram sendiri masih asing bagi mahasiswa maupun masyarakat, sehingga holografi mempunyai kajian yang menarik untuk di teliti dan penuh tantangan agar dapat menambah wawasan masyarakat khususnya mahasiswa. Hologram secara umum dibagi dua dan terus mengalami pengembangan yaitu hologram transmisi dan refleksi. Disebut hologram transmisi dikarenakan saat rekonstruksinya mentransmisikan cahaya rekonstruksi untuk mendapatkan bayangan sedangkan hologram refleksi dengan cara merefleksikan cahaya rekonstruksi untuk mendapatkan bayangannya.

Proses perekaman hologram transmisi dan rekonstruksinya di ilustrasikan pada gambar berikut,

Gambar (1.a) menggambarkan hologram transmisi merekam gelombang objek

dan gelombang referensi dari arah yang sama terhadap media perekam. Rekonstruksi hologram transmisi menghasilkan bayangan bayangan maya dan objek seperti gambar (1.b), Pada referensi dijelaskan secara lengkap, menyeluruh, analitik, kuantitatif bagaimana penampakkan bayangan 3-D baik yang maya maupun riil ditinjau dari fase gelombang objek dan gelombang referensi. Jarangnya penelitian tentang hologram khususnya hologram transmisi yang merupakan induk hologram dan begitu banyak pengembangannya sebagai aplikasi menjadikan penelitian ini sangat menarik.

Sistem Koordinat 3 Dimensi

Koordinat Kartesian

Sistem Koordinat Kartesian 3 Dimensi, pada prinsipnya sama dengan sistem koordinat kartesian 2 Dimensi, hanya menambahkan satu sumbu lagi yaitu sumbu Z, yang ketiganya saling tegak lurus, seperti yang terlihat pada gambar 3.5.

Gambar 3.5 Sistem Koordinat Kartesian 3 Dimensi

Titik O merupakan titik pusat dari ketiga sumbu koordinat X, Y, dan Z. Sedangkan titik P didefinisikan dengan P (x, y, z). Penggunaan sistem koordinat kartesian 3 Dimensi banyak digunakan dalam pengukuran menggunakan sistem GPS.

Sistem Koordinat Bola

Posisi suatu titik dalam ruang, selain didefinisikan dengan sistem kartesian 3 Dimensi, dapat juga didefinisikan dalam sistem koordinat bola (pronsip dasarnya sama dengan koordinat polar, yaitu sudut dan jarak).

Gambar 3.6. Sistem Koordinat Bola

Pada gambar 3.6, koordinat titik P didefinisikan dengan nilai P (r, φ, λ). Jika kita cermati, koordinat ini sama halnya dengan koordinat lintang dan bujur yang sering digunakan dalam globe, atau peta, atau lainnya.

Terdapat hubungan anatar sistem koordinat bola dan sistem koordinat kartesian 3 dimensi, seperti ditunjukan dalam persamaan matematis berikut ini :

Sistem Koordinat Ellipsoida

Untuk pendefinisian bentuk bumi sangatlah susah. Bentuk bumi dikenal sebagai geoid. Geoid didekati oleh permukaan muka laut rata-rata. Untuk mempermudah hitungan bentuk bumi, digunakan suatu model matematik yang disebut ellipsoida yaitu ellips yang putar.

Ellipsoid secara matematis di tuliskan menjadi :

Dalam pengukuran geodesi secara umum, dikembangkan hubungan antara sistem koordinat kartesian 3 Dimensi dengan sistem koordinat Ellipsoids

Gambar 3.8. Sistem koordinat Ellipsoida

Persamaan hubungan matematis dari sistem koordinat kartesian 3 dimensi dan koordinat ellipsoid.

Besaran a dan b tergantung dari model ellipsoid yang digunakan, misalnya. WGS84, Bessel 1881, dan lain-lain.

APLIKASI

Cara Kerja Virtual Laser Keyboard (VKB)

Pada dasarnya, semua keyboard baik fisik maupun virtual, adalah input device. Saat menjentikkan jari di atas salah satu tombol, Anda memerintahkan keyboard untuk menyampaikan perintah kepada komputer. Lantas, apa yang membedakan VKB dengan keyboard biasa ?

Keyboard biasa, yang saat ini tertancap di desktop atau laptop Anda, sebenarnya sama dengan komputer kecil lainnya. Jika keyboard dibongkar, Anda akan menemukan processor dan sirkuit yang mirip dengan komponen jeroan komputer lainnya. Di bawah setiap tombol, terdapat sirkuit kotak-kotak (grid).

Setiap kali Anda menekan sebuah tombol, saklar di bawah tombol akan tertutup, dan mengirimkan arus listrik kecil melalui grid, yang akan ditangkap dan dianalisis oleh processor (di dalam keyboard). Selanjutnya, processor tersebut akan mengirimkan informasi yang diolahnya ke komputer. Itulah cara kerja keyboard biasa.

Ketika Anda mengetik di atas sebuah VKB, tidak ada saklar yang terlibat. Sebab, pada faktanya, tidak ada elemen yang bergerak sama sekali. VKB memproyeksikan gambar keyboard QWERTY pada permukaan yang datar (yang tidak memantulkan cahaya) menggunakan red diode laser.

Laser tersebut, mirip dengan laser pointer yang dijual di pinggir-pinggir jalan, memancarkan sinarnya melalui Diffractive Optical Element (DOE) yang berpola sebuah keyboard. DOE tersebut, bersama dengan lensa khusus, memperbesar gambar keyboard yang proporsional, dan memproyeksikannya di atas sebuah permukaan yang datar.

Namun itu saja tidak cukup. Dibutuhkan sesuatu untuk menganalisis informasi yang Anda ketikkan pada proyeksi VKB tersebut. Terletak di bagian bawah alat pemancar VKB ini terdapat infrared laser diode, yang menembakkan sinar inframerah membentuk sebuah bidang tipis.

Bidang tipis yang tidak terlihat ini, terletak hanya beberapa milimeter diatas proyeksi VKB. Pada saat mengetik, Anda melewatkan jari-jari melalui area tertentu pada bidang cahaya inframerah. Sebuah CMOS (Complimentary Metal-Oxide Semiconductor) menangkap posisi tangan Anda di dalam area proyeksi VKB, dan sebuah chip sensor khusus (disebut Virtual Interface Processing Core) menganalisis jentikan jari Anda di atas VKB.

Masih sulit membayangkannya? OK, Anda tentu pernah menonton film-film laga yang menampilkan adegan pencuri permata dalam sebuah museum, bukan? Dalam film tersebut diperlihatkan si pencuri mengendap-endap menghindari sinar inframerah (yang sebenarnya tidak terlihat) yang malang melintang dipancarkan di dalam ruangan pameran.

Sialnya, si pencuri secara tidak sengaja terpapar sinar inframerah. Sistem pengamanan museum memindai posisi si pencuri, dan melaporkannya ke pos penjaga. Begitulah kira-kira cara kerja VKB. Hanya saja si pencuri adalah jentikan jari, dan pos penjaga adalah komputer Anda.

Dye laser

BAB I
PENDAHULUAN
Sebuah laser zat warna (dye laser) adalah Laser yang menggunakan organik pewarna
sebagai media penguat , biasanya sebagai cairan solusi .Dibandingkan dengan gas dan paling
solid state Media penguat, dye biasanya dapat digunakan untuk berbagai jauh lebih luas dari
panjang gelombang . Bandwidth yang lebar membuat mereka sangat cocok untuk laser merdu
dan laser berdenyut. Selain itu, pewarna dapat diganti dengan jenis lain untuk menghasilkan
panjang gelombang yang berbeda dengan laser yang sama, meskipun hal ini biasanya
memerlukan penggantian komponen optik lainnya di laser juga. Dye laser secara independen
ditemukan oleh Sorokin PP dan FP Schäfer (dan rekan) pada tahun 1966.
Selain keadaan cair biasa, laser zat warna juga tersedia sebagai pewarna laser solid state
(SSDL). SSDL menggunakan pewarna-doped matriks organik sebagai media keuntungan.
Sebuah laser pewarna terdiri dari pewarna organik dicampur dengan pelarut , yang dapat
diedarkan melalui sel pewarna, atau streaming melalui udara terbuka dengan menggunakan jet
pewarna. Sebuah sumber energi tinggi cahaya yang dibutuhkan untuk "memompa" cairan yang
luar ambang batas penguat . Sebuah debit cepat flashlamp atau laser eksternal biasanya
digunakan untuk tujuan ini. Mirrors juga dibutuhkan untuk berosilasi cahaya yang dihasilkan
oleh fluoresensi pewarna, yang diperkuat dengan setiap lulus melalui cairan. Cermin output
adalah biasanya sekitar 80% reflektif, sementara semua cermin lainnya biasanya lebih dari 99%
reflektif. Solusi pewarna biasanya beredar pada kecepatan tinggi, untuk menghindari penyerapan
triplet dan untuk mengurangi degradasi pewarna.Sebuah prisma atau kisi difraksi biasanya
dipasang di jalur balok, untuk memungkinkan tuning balok.
Karena media cair dari laser dye bisa muat bentuk apapun, ada banyak konfigurasi yang
berbeda yang dapat digunakan. Sebuah Fabry-Perot rongga laser biasanya digunakan untuk laser
flashlamp dipompa, yang terdiri dari dua cermin, yang mungkin datar atau melengkung,
dipasang sejajar satu sama lain dengan media laser di antaranya. Sel pewarna biasanya samping
dipompa, dengan satu atau lebih flashlamps berjalan sejajar dengan sel pewarna dalam rongga
reflektor. Rongga reflektor sering berpendingin air, untuk mencegah sengatan panas dalam
pewarna yang disebabkan oleh jumlah besar radiasi inframerah-dekat yang flashlamp
menghasilkan. Laser dipompa aksial memiliki, berongga berbentuk annular flashlamp yang
mengelilingi sel pewarna, yang memiliki lebih rendahinduktansi untuk flash lebih pendek, dan
efisiensi transfer ditingkatkan. Laser dipompa Coaxial memiliki sel pewarna melingkar yang
mengelilingi lampu flash, untuk efisiensi transfer lebih baik, tetapi memiliki keuntungan yang
lebih rendah karena kerugian difraksi. Flash dipompa laser hanya dapat digunakan untuk output
berdenyut.
Gambar 1 Sebuah laser cincin pewarna. P-pompa sinar laser; G-gain pewarna jet; A-saturable penyerap jet pewarna;
M0, M1, M2-planar cermin; OC-output coupler; CM1 untuk CM4-melengkung cermin.
Sebuah desain laser cincin sering dipilih untuk terus beroperasi, meskipun desain Fabry-Perot
kadang-kadang digunakan. Dalam laser cincin, cermin laser diposisikan untuk memungkinkan
balok untuk perjalanan dalam bentuk lingkaran. Sel pewarna, atau kuvet, biasanya sangat kecil.
Kadang-kadang jet pewarna digunakan untuk membantu menghindari kerugian refleksi. Cairan
biasanya dipompa dengan laser eksternal, seperti nitrogen , excimer , ataufrekuensi dua kali lipat
Nd: YAG laser dan disirkulasikan pada kecepatan yang sangat tinggi, untuk mencegah
penyerapan triplet dari memotong balok. Tidak seperti Fabry-Perot gigi berlubang, laser cincin
tidak menghasilkan gelombang berdiri yang menyebabkan pembakaran lubang spasial , sebuah
fenomena di mana energi menjadi terjebak dalam yang tidak digunakan bagian-bagian dari
media antara puncak-puncak gelombang. Hal ini menyebabkan keuntungan yang lebih baik dari
media penguat.
1.1 Bahan Kimia Yang Digunakan
Beberapa pewarna Laser adalah rhodamine , fluorescein , kumarin , stilben ,
umbelliferone , tetracene , malachite green , dan lainnya. Sementara beberapa pewarna benarbenar
digunakan dalam pewarna makanan, pewarna paling sangat beracun, dan sering
karsinogenik. Pewarna, seperti rhodamine 6G , (dalam bentuk klorida nya), bisa sangat korosif
terhadap semua logam kecuali stainless steel.
Berbagai macam pelarut dapat digunakan, meskipun beberapa pewarna akan larut lebih
baik dalam beberapa pelarut dari pada orang lain. Beberapa pelarut yang digunakan adalah air ,
glikol , etanol , metanol , heksana , sikloheksana , siklodekstrin , dan banyak lainnya. Pelarut
sering sangat beracun, dan kadang-kadang dapat diserap langsung melalui kulit, atau melalui
inhalasi uap. Banyak pelarut juga sangat mudah terbakar.
Adamantane ditambahkan ke beberapa pewarna untuk memperpanjang hidup mereka.
Cycloheptatriene dan cyclooctatetraene (COT) dapat ditambahkan sebagai triplet quenchers
untuk rhodamine G, meningkatkan daya keluaran laser. Output daya sebesar 1,4 kilowatt di 585
nm dicapai dengan menggunakan Rhodamine 6G dengan COT dalam metanol-air larutan.
Gambar 1.1 Rhodamine 6G bubuk Klorida; dicampur dengan metanol; memancarkan cahaya kuning di bawah
pengaruh laser hijau
1.2 Laser Eksitasi
Sebagai flashlamps telah disebutkan, dan beberapa jenis laser, dapat digunakan untuk
memompa laser optik pewarna. Daftar sebagian laser eksitasi meliputi:
1. Tembaga uap laser
2. Dioda laser
3. Excimer laser
4. Nd: YAG laser (harmonik terutama kedua dan ketiga)
5. Nitrogen laser
6. Ruby laser
7. Ion argon laser dalam rezim CW
8. Krypton ion laser dalam rezim CW
9. Ultra-pendek pulsa optik
RL Fork, BI Greene, dan Shank CV menunjukkan, pada tahun 1981, generasi ultrapendek
pulsa laser menggunakan laser yang cincin-dye (atau laser dye memanfaatkan pulsa
bertabrakan modus-locking ). Seperti jenis laser mampu menghasilkan pulsa laser dari ~ 0,1 ps
durasi. Pengenalan teknik kisi dan intra-rongga kompresor pulsa prismatik akhirnya
menghasilkan emisi rutin pulsa laser femtosecond pewarna.
1.3 Aplikasi
Laser dye sangat serbaguna. Selain kelincahan panjang gelombang laser ini diakui
mereka dapat menawarkan energi berdenyut sangat besar atau kekuatan rata-rata sangat tinggi.
Flashlamp-dipompa laser dye telah terbukti menghasilkan ratusan Joule per pulsa dan tembagalaser-
dipompa laser dye dikenal untuk menghasilkan kekuatan rata-rata dalam rezim kilowatt.
Dye laser digunakan dalam berbagai aplikasi termasuk:
a. astronomi (seperti bintang Laser panduan ),
b. atom uap Laser isotop pemisahan
c. manufaktur
d. obat
e. spektroskopi
Dalam kedokteran laser laser ini diterapkan di beberapa daerah, termasuk dermatologi di
mana mereka digunakan untuk membuat warna kulit lebih merata. Beragam panjang gelombang
mungkin memungkinkan sangat dekat pencocokan ke garis penyerapan jaringan tertentu, seperti
melanin atau hemoglobin , sedangkan bandwidth yang sempit diperoleh membantu mengurangi
kemungkinan kerusakan pada jaringan sekitarnya. Mereka digunakan untuk mengobati portnoda
anggur dan gangguan pembuluh darah, luka dan batu ginjal . Mereka dapat disesuaikan
dengan berbagai tinta untuk penghapusan tato , serta sejumlah aplikasi lainnya.
Dalam spektroskopi, laser zat warna dapat digunakan untuk mempelajari spektrum
absorpsi dan emisi dari berbagai bahan. Tunability mereka, (dari dekat-inframerah untuk dekatultraviolet),
bandwidth yang sempit, dan intensitas tinggi memungkinkan keragaman yang jauh
lebih besar daripada sumber cahaya lain. Berbagai lebar pulsa, dari ultra-pendek, femto-detik
pulsa untuk terus menerus gelombang operasi, membuat mereka cocok untuk berbagai aplikasi,
dari penelitian seumur hidup neon dan sifat semikonduktor untuk eksperimen bulan laser mulai .
Gambar 3 Sebuah uap atom isotop Laser pemisahan eksperimen di LLNL. Lampu hijau dari laser tembaga pompa
uap digunakan untuk memompa laser dye sangat disetel yang memproduksi cahaya oranye.
BAB II
PEMBAHASAN DYE LASER
Laser dye menggunakan media aktif yang terdiri dari larutan pewarna organik dalam
cairan pelarut, seperti etil atau metil alkohol, gliserol, atau air pewarna organik merupakan kelas
besar molekul poliatomik yang mengandung rantai panjang ikatan rangkap terkonjugasi
[misalnya, (-CH=)n)]. Pewarna Laser biasanya milik salah satu kelas berikut: (I) Polymethine
pewarna, yang memberikan osilasi laser di inframerah merah atau dekat (0,7-1,5μm); sebagai
contoh pada gambar 2.1a menunjukkan struktur kimia dari pewarna 3,3 'dietil
thiatricarbocyanine iodida, yang berosilasi di inframerah (panjang gelombang puncak pada
p=810 nm). (2) pewarna Xanthene, yang operasi laser dalam terlihat; sebagai Gambar
misalnya. 9.12b menunjukkan kimia struktur dari 6G rhodamine banyak digunakan pewarna
( p=590 nm). (3) pewarna kumarin, yang berosilasi di daerah biru-hijau (400-500 nm); sebagai
Gambar misalnya. 9.12c menunjukkan kimia struktur kumarin 2, yang berosilasi di biru p=450
nm).
2.1 Photophysical Sifat Pewarna Organik
Pewarna organik biasanya menunjukkan penyerapan lebar dan band tanpa fluoresensi
tajam fitur; fluoresensi tersebut Stokes-bergeser ke panjang gelombang lebih panjang dari
penyerapan, sebuah mengingatkan merdu solid-state bahan laser dipertimbangkan dalam bagian
sebelumnya fitur. Sebagai Gambar misalnya. 2.2 menunjukkan penyerapan yang relevan dan
karakteristik emisi rhodamine 6G dalam larutan etanol.
Untuk memahami asal-usul fitur ditunjukkan pada Gambar. 2.2 pertama kita harus
mempertimbangkan tingkat energi molekul pewarna. Pemahaman yang sederhana dari tingkat
ini diperoleh dari apa yang disebut elektron bebas model, yang digambarkan di sini dengan
mempertimbangkan kasus sianin pewarna ditunjukkan pada Gambar. 2.3 N-elektron dari atom
karbon tersebut kemudian terlihat membentuk dua planar distribusi, satu di atas dan satu di
bawah bidang molekul (daerah bertitik pada Gambar. 2.3a-b). N-elektron diasumsikan bergerak
bebas dalam planar mereka
(a) (b) (c)
Gambar 2.1 Struktur kimia dari beberapa pewarna umum: (a) 3,31 dietil thiatricarbocyanine iodida, (b) rhodamine
6G, dan (c) kumarin 2. Dalam setiap kasus wilayah kromofor pewarna ditunjukkan oleh garis yang lebih berat.
Gambar 2.2 Penyerapan penampang u, singlet-singlet dirangsang emisi penampang e’ dan triplet-triplet
penyerapan penampang T untuk solusi etanol rhodamine 6G.
distribusi, hanya dibatasi oleh potensi menjijikkan dari kelompok metil di akhir pewarna rantai;
lokasi elektronik dari molekul berasal dari elektron ini. Untuk urutan pertama, tingkat energi
dari elektron yang kemudian hanya mereka yang memiliki elektron bebas pada potensi baik dari
formulir ditunjukkan pada Gambar 2.3c Jika baik ini didekati dengan satu persegi panjang
(Gambar 2.3d), tingkat energi yang diketahui yang diberikan oleh
(2.1.1)
dimana n adalah integer, m adalah massa elektron, dan L adalah panjang sumur. Ini harus dicatat
di sini bahwa molekul dye stabil memiliki bahkan jumlah elektron di -elektron
(a) (b)
(b) (c)
Gambar 2.3 elektron bebas model untuk keadaan energi elektronik dari molekul pewarna.
(a) (b)
Gambar 2.4 (a) tingkat energi khas untuk zat warna dalam larutan. Lokasi singlet dan triplet ditunjukkan pada
terpisah kolom. (b) Energi tingkat diagram pewarna dalam representasi koordinat konfigurasi.
awan (Sistem Molekul dengan elektron tidak berpasangan yang dikenal sebagai radikal, ini
cenderung bereaksi mudah, sehingga fonning lebih stabil sistem dengan elektron pasangan), Jika
kita kemudian membiarkan jumlah elektron ini menjadi 2N, keadaan energi terendah dari
molekul sesuai dengan situasi di mana elektron menempati energi N terendah
tingkat; setiap tingkat ditempati oleh dua elektron dengan spin berlawanan. Keadaan molekul
sehingga memiliki spin total sama dengan nol, sehingga merupakan keadaan singlet, berlabel
Jadi pada Gambar. 9,15. Sebuah perkiraan nilai energi dari elektron paling atas ini EN lokasi
diperoleh dari Persamaan. (2.1.1) dengan membiarkan n = N. Dalam Gambar 2.4a tingkat
tertinggi diduduki dan yang berikutnya di atasnya adalah ditunjukkan dengan dua kotak, satu di
atas yang lain, lokasi Jadi dengan demikian sesuai dengan situasi saat kotak yang lebih rendah
penuh, memiliki dua elektron, dan yang di atasnya kosong. Yang pertama
bersemangat keadaan singlet (berlabel SI dalam gambar) sesuai dengan ketika salah satu dari
dua tertinggi elektron berbaring dipromosikan tanpa membalik spin up ke tingkat berikutnya.
Energi dari paling atas elektron lokasi ini EN +1 secara kasar dapat dihitung dari Persamaan.
(9.3.1) dengan membiarkan n = N + I. Perbedaan energi antara SI dan lokasi Jadi dengan
demikian dipandang sama dengan EN + I - EN - Menurut Pers. (2.1.1) perbedaan ini kemudian
dapat ditampilkan menurun dengan meningkatkan L panjang rantai. Jika spin jika membalik,
spin total adalah S = 1 dan yang dihasilkan lokasi adalah keadaan triplet, berlabel TI pada
gambar. Singlet S2 dan triplet tereksitasi T2 menyatakan hasil ketika elektron dipromosikan ke
tingkat berikutnya yang lebih tinggi, dan sebagainya. Perhatikan pada Gambar 2.4a yang
tingkat energi yang sesuai ditunjukkan dengan seperangkat dekat garis horizontal mewakili
masuknya energi getaran. Dalam Gambar 2.4b, lokasi-lokasi energi dan tingkat getaran
molekul pewarna direpresentasikan sebagai fungsi dari koordinat konfigurasi (yaitu,
mengkoordinasikan menggambarkan salah satu mode getaran yang banyak molekul pewarna
rantai panjang memiliki). Perhatikan bahwa, karena sejumlah besar tingkat getaran dan rotasi
yang terlibat dan memperluas line-mekanisme efektif dalam cairan, struktur rotasi-getaran dalam
belum terselesaikan pada suhu kamar fakta.
Kita sekarang melihat apa yang terjadi ketika molekul yang dikontrol mengalami
elektromagnetik radiasi. Pertama kita ingat bahwa aturan seleksi memerlukan 1S = O. Oleh
karena itu singlet-singlet serta S = 0 triplet-triplet transisi diperbolehkan, sementara tunggal
triplet transisi dilarang. Oleh karena itu interaksi dengan radiasi elektromagnetik dapat
meningkatkan molekul dari permukaan tanah Jadi untuk beberapa getaran tingkat lokasi SI,
dengan mempertimbangkan prinsip Franck-Condon (lihat Gambar. 2.4b) atau, lebih tepatnya,
Franck-Condon sesuai faktor.
Karena struktur vibrasi dan rotasi adalah belum terselesaikan, spektrum penyerapan
kemudian menunjukkan transisi yang luas dan sifat khusus, seperti dalam Gambar. 2.2 untuk
kasus 6G rhodamine. Pewarna memiliki unsur matriks sangat besar dipol 11 karena -elektron
bebas bergerak selama kurang lebih sama dengan panjang L dan rantai, karena L adalah cukup
besar, maka yang μ adalah jarak juga besar (μ eL). Kemudian berikut bahwa penampang
penyerapan e yang sebanding untuk μ2, juga besar (~ 10-16 cm2; lihat Gambar 2.2).
Setelah dalam keadaan tereksitasi, molekul nonradiatively meluruh dalam waktu sangat
singkat ( nr 100 fs karena penonaktifan tumbukan) ke level vibrasi terendah dari S1 lokasi
(Gambar 2.4) (Lebih tepatnya, nalization antara rotasi-vibrasi banyak tingkat lokasi ini terjadi).
Dari sana. Meluruh radiatively untuk beberapa tingkat getaran dari lokasi S0, dengan
mempertimbangkan kembali prinsip Franck-Condon (Gambar 2.4b). Emisi neon kemudian
mengambil bentuk sebuah band luas dan tanpa sifat, Stokes-bergeser ke sisi panjang gelombang
panjang pita absorpsi (lihat Gambar. 2.2). Karena nilai besar momen dipol μ,
dirangsang emisi penampang juga diharapkan cukup besar lagi (~10-16 cm2, lihat
Gambar. 2.2). Setelah turun ke tingkat getaran tereksitasi dari keadaan S0 tanah,
molekul kemudian kembali ke keadaan vibrasi terendah oleh lain (fs ~ 100) sangat cepat
nonradiative pembusukan. Perlu dicatat bahwa, sementara molekul berada dalam tingkat
terendah dari 51, juga dapat membusuk ke keadaan TI. Proses ini disebut sebagai intersystem
persimpangan, walaupun radiatively dilarang, bisa terjadi lebih mudah dari tabrakan. Demikian
pula, transisi TI S0 terjadi terutama oleh dekat-resonan transfer energi tabrakan dengan
spesies dalam solusi (misalnya, oksigen terlarut) yang disediakan tabrakan ini melestarikan spin
total bertabrakan mitra, sesuai dengan aturan Wigner (lihat Sect. 6.4.1.1). Dicatat bahwa, ketika
molekul berada dalam tingkat terendah TI, juga dapat menyerap radiasi untuk menjalani TI T2
transisi, yang optik diperbolehkan. Sayangnya penyerapan ini cenderung terjadi dalam
panjang gelombang daerah yang sama di mana terjadi emisi terstimulasi (lihat lagi untuk
Gambar misalnya. 2.2) dan itu mungkin merupakan hambatan serius bagi tindakan laser.
Peluruhan tiga proses hanya dianggap, terjadi dari lokasi-lokasi S1 dan TI • dapat
ditandai oleh tiga konstanta berikut: (1) sp, masa hidup emisi spontan
S1 lokasi, (2) KST tingkat intersystem persimpangan (S-I) dari transisi SI T1, dan (3) T,
masa lokasi T1. Jika kita misalkan menjadi seumur hidup keseluruhan dari S1 lokasi, maka,
menurut dengan Persamaan adalah
(2.1.2)
Karena nilai besar dari μ elemen matriks dipol, masa radiasi jatuh pada
kisaran nanodetik (misalnya, sp 5 ns untuk rhodamine 6G). Sejak Kst
-1 biasanya lebih lama
(misalnya ~ 100 ns untuk rhodamine 6G), berarti sebagian besar kerusakan molekul dari S1
lokasi hy fluoresensi. Fluoresensi kuantum hasil (jumlah foton yang dipancarkan oleh
fluoresensi dibagi dengan jumlah molekul diangkat ke lokasi 51) Oleh karena itu hampir
persatuan. Bahkan, menurut Persamaan akan diperoleh
(2.1.3)
Masa triplet T tergantung pada larutan zat warna dan, khususnya, pada jumlah
oksigen terlarut. Seumur hidup bisa berkisar 10-7 S dalam larutan oksigen jenuh untuk
10-3 s atau lebih dalam larutan terdeoksigenasi.
Sebagai ringkasan, Tabel 9.6 berisi daftar rentang khas dari berbagai relevan optik dan
spektroskopi parameter media pewarna laser.
2.2 Karakteristik Dye Laser
Dari pembahasan sebelumnya kita melihat bahwa bahan-bahan ini memiliki tepat
karakteristik untuk menunjukkan tindakan laser, selama rentang panjang gelombang dari
fluoresensi, dalam empat tingkat skema laser. Dalam pembusukan Bahkan nonradiative cepat
dalam keadaan singlet tereksitasi SI Mempopulai ketinggian laser atas sangat efektif, sementara
yang cepat nonradiative pembusukan dalam keadaan dasar efektif dalam depopulating tingkat
laser lebih rendah. Itu adalah namun cukup terlambat dalam perkembangan umum dari
perangkat laser sebelum laser dye pertama dioperasikan (1966), dan kita sekarang mencari
beberapa alasan untuk ini.
Satu masalah yang menghadirkan itu sendiri adalah masa yang sangat singkat! lokasi SI,
karena daya pompa yang diperlukan berbanding terbalik . Meskipun ini sampai batas tertentu
dikompensasikan dengan nilai relatif besar dari bagian emisi terstimulasi lintas,
produk (untuk laser empat tingkat, daya pompa ambang berbanding terbalik dengan
; Melihat Pers. Pada bab sebelumnya untuk model ruang-independen dan ruang-tergantung,
masing 1 masih sekitar tiga lipat lebih kecil untuk, misalnya, rhodamine 6G dari
Nd: Y AG. Masalah kedua muncul dari intersystem persimpangan. Bahkan, jika T lama
dibandingkan untuk KST
-1, maka molekul terakumulasi dalam keadaan triplet, sehingga serapan
pada laser karena transisi triplet-triplet panjang gelombang. Bahkan kondisi yang diperlukan
untuk tindakan laser itu T adalah sedikit dari beberapa nilai tertentu yang tergantung pada
parameter optik lainnya dari mewarnai molekul. Untuk memperoleh hasil ini, mari N2 dan NT
menjadi populasi dari lokasi Laser atas dan keadaan triplet, masing-masing. Sebuah kondisi
yang diperlukan untuk tindakan laser maka dapat dibentuk dengan mengharuskan koefisien
keuntungan, karena emisi terstimulasi, untuk melebihi kerugian intrinsik, karena
untuk triplet-triplet penyerapan, yakni
(2.2.1)
mana T adalah cross section untuk triplet-triplet penyerapan; nilai untuk keduanya e dan T
adalah diambil pada panjang gelombang laser yang mana tindakan dianggap. Dalam kondisi
mapan, tingkat peluruhan populasi triplet U ri r T harus sama dengan tingkat kenaikan karena
intersystem penyeberangan kSTN2 yakni:
(2.2.2)
Menggabungkan Pers. (2.2.1) dan (2.2.2) kita memperoleh
(2.2.3)
yang merupakan kondisi yang diperlukan untuk cw Laser tindakan [yaitu, setara dengan
Persamaan untuk sederhana dua-tingkat sistem]. Jika kondisi ini tidak puas, laser pewarna dapat
beroperasi hanya dalam berdenyut rezim. Dalam hal ini durasi dari pulsa pompa harus cukup
pendek untuk menghindari bahwa populasi berlebihan terakumulasi dalam keadaan triplet.
Akhirnya, satu masalah yang serius ketiga berasal dari kehadiran gradien termal yang dihasilkan
dalam cairan oleh pompa. Ini cenderung menghasilkan gradien refracti indeks ve dan distorsi
maka optik yang dapat mencegah tindakan laser. Dye laser dapat dioperasikan atau berdenyut,
ketika Persamaan. (2.2.3) puas, juga Cwo Pulsed Laser tindakan diperoleh dari pewarna yang
berbeda dengan menggunakan salah satu skema pemompaan berikut:
Cepat dan intens ftashlamps, dengan durasi pulsa biasanya kurang dari ~ 100 μS, atau cahaya
pendek pulsa dari laser lain. Dalam kedua kasus, durasi pulsa pendek menghasilkan tindakan
laser sebelum populasi yang cukup terakumulasi dalam keadaan triplet dan sebelum terjadinya
bias Indeks gradien dalam cairan. Untuk flashlamp pompa, lampu linear dalam ruang memompa
silinder elips digunakan; cairan yang mengandung media aktif mengalir melalui tabung gelas
ditempatkan di sepanjang garis fokus kedua elips. Untuk mencapai keseragaman yang lebih baik
pemompaan dan gradien bias karenanya lebih simetris indeks, flashlamps annular yang terdiri
dari dua tabung kaca konsentris, dengan larutan zat warna dalam tabung kaca pusat, juga
digunakan. Laser nitrogen kadang-kadang digunakan untuk laser berdenyut memompa; berkas
output uv adalah cocok untuk memompa banyak pewarna yang berosilasi dalam rentang terlihat.
(Dalam cahaya pompa kasus biasanya diserap oleh Jadi --- + 52 transisi dari pewarna, kemudian
dengan cepat dipindahkan ke bawah lokasi SI.) Untuk mendapatkan lebih banyak energi dan
daya rata-rata lebih tinggi, laser excimer lebih efisien (dalam KrF tertentu dan XeF) adalah
semakin digunakan sebagai pompa uv, karena zat warna dengan panjang gelombang emisi lebih
dari ~ 550 ~ 600 nm, harmonik kedua dari Q-switched Nd: YAG laser ( = 532 nm) atau hijau
dan emisi kuning tembaga uap laser semakin digunakan. Untuk pompa terlihat laser, efisiensi
konversi dari laser pompa untuk output laser zat warna lebih tinggi (30-40%) dari yang
diperoleh dengan laser uv memompa (~ 10%). Selanjutnya, mewarnai degradasi karena cahaya
pompa sangat berkurang. Untuk semua kasus dipertimbangkan di atas, yang melibatkan
berdenyut Laser pompa, konfigurasi melintang pompa (yaitu, arah sinar pompa ortogonal
dengan sumbu resonator) umumnya diadopsi (Gambar 2.5). Sinar pompa laser difokuskan oleh
L lensa, umumnya kombinasi dari lensa bola dan silinder, untuk garis tipis di sepanjang sumbu
rongga laser. Panjang fokus line dibuat sama dengan yang ada pada sel pewarna (beberapa
milimeter), sedangkan dimensi transversal umumnya kurang dari saya mm. Untuk
menyempurnakan output panjang gelombang dalam band emisi macam pewarna (~ 30-50 nm
lebar), pertumbuhan
Gambar 2.5. Pengaturan untuk laser dye melintang dipompa.
Sinar memompa dapat menjadi nitrogen, excimcr, tembaga uap
laser. atau sinar hannonic kedua dari Q-switched Nd: Y AG laser.
kejadian difraksi kisi umumnya dimasukkan ke dalam rongga laser (lihat Gambar 2.5); menyetel
dicapai dengan memutar cermin berlabel cermin 2 pada gambar. Penggembalaan kejadian
meningkat kekuatan pemecahan kisi-kisi (Kekuatan menyelesaikan v / v, di mana DV adalah
bandwidth yang diselesaikan, dapat ditampilkan hanya sama dengan jumlah baris
kisi difraksi diterangi oleh sinar laser. Pada kejadian merumput jumlah ini meningkat, dengan
demikian penyelesaian juga meningkatkan daya.) dan karenanya sangat mengurangi bandwidth
dari
memancarkan radiasi (ke ~ 0.0l-0,02 nm). Lebih kecil bandwidth, sampai ke single-mode
operasi, diperoleh dengan menyisipkan satu atau lebih Fabry-Perot etalons.
Untuk laser terus-menerus memompa, Ar + laser (dan kadang-kadang juga Kr + laser)
sering digunakan. Untuk mencapai ambang jauh lebih rendah, seperti yang diperlukan untuk cw
memompa, dekat-membujur memompa konfigurasi pada Gambar 2.6 sering digunakan. Pewarna
cair menengah dalam bentuk sebuah jet tipis stream (~ 200 μm ketebalan) mengalir bebas di
pesawat ortogonal terhadap bidang gambar dan miring pada sudut Brewster relatif terhadap arah
sinar laser pewarna. Oleh karena itu, laser ini sinar terpolarisasi linier dengan medan listrik
dalam bidang gambar. Kedua pompa dan sinar laser memiliki pinggang mereka dalam aliran jet
dengan serupa, sangat kecil, ukuran spot (~ 10 μm). Untuk tuning laser, filter birefringent dapat
dimasukkan dalam rongga laser. untuk mencapai tunggal modus operasi longitudinal, filter
birefringent dan umumnya dua Fabry-Perot etalons dalam rongga cincin searah sering digunakan
(lihat Gambar. 7,25). Untuk pulsa femtosecond generasi, pulsa bertabrakan mode-terkunci
(BPT) laser konfigurasi umumnya digunakan untuk mencapai durasi pulsa terpendek (~ 25 fs
dalam larutan 6G rhodamine sebagai sedang aktif dengan DODCl sebagai penyerap saturable),
sepasang prisma juga dimasukkan dalam rongga laser untuk kontrol dispersi.
Gambar 2.6. Pengaturan untuk ion Ar-laser dipompa cw dye laser.
Berdasarkan tunability panjang gelombang, cakupan spektrum yang luas, dan kemungkinan
menghasilkan pulsa laser femtosecond, pewarna organik laser memainkan peran penting dalam
banyak bidang. Secara khusus, laser ini banyak digunakan dalam aplikasi ilmiah, baik sebagai
sempit band, single-mode sumber, merdu radiasi untuk resolusi tinggi frekuensi-domain
spektroskopi atau sebagai generator pulsa femtosecond untuk resolusi tinggi domain waktupenyelidikan.
Aplikasi lain termasuk bidang biomedis (misalnya, mengobati diabetes
retinopati atau penyakit dermatologis beberapa) dan Fotokimia laser. Secara khusus,
sistem laser berulang-ulang berdenyut pewarna dengan laser dye, masing-masing melintang
dipompa oleh tembaga uap laser daya rata ~ 100 W, telah digunakan untuk pemisahan isotop
laser 235U.(Orazio Svelto,1998)
BAB III
PEMBAHASAN PEMOMPAAN DAN RHODAMINE B
Pada umumnya, pada dye laser terjadi pergeseran panjang gelombang emisi yang ke arah
spekrum merah (pergeseran merah / pergeseran Stoke). Molekul pewarna organik memiliki
spektrum emisi laser yang cukup lebar, sehingga perangkat laser yang berbasiskan pada molekul
tersebut dapat diubah-ubah panjang gelombangnya (tunable laser).
Gambar 3.1 Spektrum cahaya yang dihasilkan beberapa macam molekul pewarna organik.
Pada perangkat dye laser, ada dua macam cara untuk mengatur panjang gelombang emisi
laser, yaitu dengan meggunakan prisma atau dengan kisi pemantul (reflection gratings). Prisma
atau grating terebut diletakkan pada ujung rongga optis.
Gambar 3.2 Skema pengaturan panjang gelombang emisi laser dengan menggunakan kisi Pemantul
Gambar 3.3 Skema pengaturan panjang gelombang emisi laser dengan menggunakan prisma
3.1 Rhodamine Sebagai Material Aktif Penghasil Laser
Pada masa awal perkembangan dye laser, hanya sedikit senyawa organik berwarna yang
mampu berperan sebagai material aktif penghasil laser. Dari sekitar seribu senyawa organik
berwarna yang diteliti, hanya empat senyawa yang dapat menunjukkan sifat pemancaran (emisi)
laser (Gregg et.al., 1969). Dalam perkembangannya, semakin banyak senyawasenyawa pewarna
organik yang diketahui memiliki potensi untuk diaplikasikan sebagai sumber laser. Beberapa
contoh senyawa organik berwarna yang dapat memberikan sifat emisi laser yang telah diketahui
saat ini antara lain adalah kelompok-kelompok senyawa coumarine, xanthene, fluorescein,
stilbene, umbelliferone, tetracene, oxazine, dan malachite hijau. Rhodamine, yang merupakan
turunan senyawa xanthene, merupakan material yang banyak dikembangkan dan diteliti sebagai
material penghasil dye laser karena efisiensinya yang relatif lebih tinggi jika dibandingkan
dengan zat warna organik lainnya (Drexhage, 1977). Material rhodamine yang banyak
diproduksi dan paling banyak digunakan sebagai material penghasil laser adalah Rhodamine B
dan Rhodamine 6G .
3.2 Rhodamine B (RhB)
RhB merupakan senyawa yang berbentuk kristal padat berwarna hijau aatau merah ungu
pada suhu ruang. Dalam bentuk kristal, RhB berada dalam bentuk garam kloridanya. RhB larut
dengan baik pada pelarut-pelarut polar dan sedikit larut pada pelarut non-polar. Berikut adalah
struktur dari RhB:
Gambar 3.4 Struktur senyawa Rhodamine B
Selain sebagai material aktif penghasil emisi laser, RhB juga banyak digunakan dalam
bidang bioteknologi sebagai material pemberi warna untuk aplikasi mikroskopi fluoresensi,
terutama untuk mendeteksi organisme pencerna asam seperti Mycobacterium. RhB dikenal juga
dengan nama rhodamine 610, violet basa 10, LC 6100, atau pewarna C.I.45170. Berikut adalah
data-data umum mengenai rhodamine B:
Tabel 3.1 Data sifat fisik Rhodamine B
Spektrum absorpsi dan emisi RhB dalam pelarut etanol ditunjukkan pada Gambar 2.21
(Du, 1998). Spektrum dan puncak emisi pada pelarut etanol diketahui bervariasi, bergantung
pada derajat keasaman larutan. Pada larutan yang lebih asam, tejadi pergeseran puncak emisi ke
arah merah (Drexhage, 1977). Selain spektrum, efisiensi kuantum fotoluminesensi RhB juga
dipengaruhi sifat keasaman tersebut. Efisiensi kuantum fotoluminesensi RhB dalam etanol
adalah sebesar 65% di larutan etanol basa (Kubin, et.al., 1982), 49% pada etanol (Casey, et.al.,
1988), 68% pada larutan etanol 94% v/v (Snare, et.al, 1982), dan 70% pada larutan etanol-air.
Pada tahun 1980, dibuktikan bahwa nilai kuantum efisiensi fotoluminesensi RhB tidak
tergantung pada suhu (Karstens, et.al., 1980).
Gambar 3.5 Spektrum absorpsi dan emisi Rhodamine B pada pelarut etanol
Nilai efisiensi kuantum fotoluminesensi pada kelompok senyawa RhB juga sangat
dipengaruhi oleh jenis pelarut. Sebagai contoh, pada varian lain RhB, yaitu Rhodamin 3B
(Rh3B), efisiensi kuantumnya bervariasi dari 27% sampai dengan 99%, seperti yang
ditunjukkan pada Tabel 2.2 (Drexhage, 1977).
Tabel 3.2 Efisiensi kuantum fotoluminesensi Rhodamine 3B pada berbagai pelarut
3.3 Rhodamine 6G (Rh6G)
Rh6G merupakan senyawa yang berbentuk kristal padat berwarna atau merah ungu pada
suhu ruang. Dalam bentuk kristal, Rh6G berada dalam bentuk garam kloridanya. Rh6G larut
dengan baik pada pelarut-pelarut polar dan sedikit larut pada pelarut non-polar. Berikut adalah
struktur dari Rh6G:
Gambar 3.6 Struktur senyawa Rhodamine 6G
Rh6G merupakan material yang paling banyak digunakan sebagai material aktif dye laser.
Selain sebagai material aktif laser, Rh6G juga digunakan sebagai pewarna tekstil, reagen
pelacak polusi air, dan tinta printer. Rh6G juga dikenal dengan nama-nama lain seperti
rhodamine 590, rhodamine basa kuning, pewarna C.I.45160, atau kalkozine merah. Berikut
adalah data-data umum mengenai rhodamine 6G:
Tabel 3.3 Data sifat fisik Rhodamine 6G
Sumber cahaya pemompa yang biasa digunakan untuk dye laser Rh6G adalah diodelaser
Nd:YAG (neodymium-doped yttrium aluminium garnet). Penggunaan laser Nd:YAG ini
disebabkan oleh kestabilan yang dimilkinya dan emisi laser yang dihasilkannya berada pada
panjang gelombang 532 nm, atau mendekati panjang gelombang serapan maksimum Rh6G,
seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.23 (Du, 1998
Gambar 3.7Spektrum absorpsi dan emisi Rhodamine 6G pada pelarut etanol
Rh6G lebih banyak digunakan sebagai material penghasil laser pada perangkat dye laser
karena dalam keadaan terlarut, Rh6G menunjukkan efisiensi kuantum fotoluminesensi yang
lebih tinggi daripada RhB. Pada kondisi pengukuran yang sama, efisiensi kuantum yang dimiliki
oleh senyawa-senyawa tersebut dalam pelarut etanol pada suhu 25 oC adalah sebesar 95% pada
Rh6G dan 40% pada RhB (Casey, et.al., 1988). Walaupun RhG menunjukkan efisiensi yang
lebih tinggi pada keadaan terlarut, studi perbandingan sifat luminesensi Rh6G dan RhB belum
pernah dilakukan secara langsung.
3.4 Kelemahan Rhodamine Sebagai Material Penghasil Dye Laser
Rhodamine hanya menunjukkan sifat fotoluminesensi ketika senyawa tersebut dilarutkan
dalam air atau pelarut-pelarut organik lain. Oleh karena itu dalam penerapannya dalam suatu
perangkat laser, rhodamine harus berada dalam keadaan terlarut. Perangkat yang berbasiskan
pada zat warna organik terlarut disebut sebagai perangkat dye laser berbasiskan zat cair (liquidstate
dye laser / LSDL).
Dalam keadaan terlarut, rhodamine menjadi lebih mudah terdegradasi. Oleh karena itu
rhodamine yang terlarut dalam pelarut organik harus dialirkan terus menerus untuk
menggantikan molekul-molekul rhodamine yang terdegradasi. Hal ini menyebabkan dalam
pengoperasian perangkat LSDL diperlukan senyawa rhodamine dan pelarut organik dalam
jumlah banyak (Singh et.al., 2003). Selain itu, dalam konsentrasi yang tinggi dalam keadaan
terlarut, rhodamine hanya dapat menunjukkan efisiensi emisi laser yang rendah, yang
disebabkan oleh adanya agregasi molekul rhodamine yang membentuk suatu dimer (Drexhage,
1977; Costela, et.al., 1996). Agregasi molekul tersebut proses transfer energi resonansi
(Resonance Energy Transfer / RET) menjadi lebih mudah (Davidson, et.al., 2003).
Kelemahan ini sudah disadari sejak dye laser pertama kali ditemukan pada tahun 1960-
an. Penggunaan matriks zat padat yang mengandung zat warna organik adalah suatu alternatif
yang ditawarkan untuk menjawab permasalahan tersebut, dan membuka jalan pada
pengembangan perangkat dye laser yang berbasiskan zat padat (solid-state dye laser / SSDL).
SSDL memiliki keunggulan dalam hal penanganan, pengoperasian, dan perawatan perangkat
laser yang lebih mudah, biaya produksi dan perawatan yang lebih murah, serta sifatnya yang
lebih kompak, tidak beracun dan tidak mudah terbakar (Tian et.al., 2000). Material padat yang
banyak digunakan sebagai material induk (host materials) bagi zat warna organik harus
memiliki sifat penghantar panas yang baik, transparan, kuat secaramekanik dan termal, memiliki
bentuk yang cenderung tetap (rigid), dan memiliki kemampuan menahan migrasi rhodamine
(Singh et.al., 2003).
3.5 Rhodamine Fasa Padat yang Terikat Secara Kovalen pada Material Pendukung Lain
Pembuatan SSDL pertama kali dilakukan oleh Soffer dkk. (Soffer et. Al., 1967) dan
Peterson dkk. (Peterson et.al., 1968) pada akhir periode 1960-an. Pada eksperimen tersebut,
dipelajari dye laser yang berbasiskan RhB dan Rh6G yang didadah (dopped) pada suatu polimer
hasil sintesis, polimetilmetakrilat (polymethyl metachrylate / PMMA). Hingga saat ini, sejumlah
material padat yang telah dicoba digunakan sebagai material induk bagi zat warna organik,
ermasuk rhodamine, antara lain polimer, material gelas berpori (misalnya silika), silikat yang
termodifikasi dengan gugus-gugus organik, gelas polikomposit (kombinasi antara polimer dan
sol-gel), dan komposit silikat berukuran nano (Carbonaro et.al., 2006; Costela, et.al., 2005;
Garcia-Moreno et.al., 2005; Singh et.al., 2003).
Pada metode-metode yang telah dilakukan tersebut, pengikatan rhodamine tidak terjadi
secara kimiawi, tetapi hanya terjadi secara fisik. Molekul zat warna hanya dimasukkan pada
rongga-ronga polimer dan padatan material induk. Oleh karena itu, material induk yang
digunakan juga harus memiliki banyak pori dan memiliki ukuran pori yang bersesuaian dengan
ukuran molekul tunggal rhodamine, yang bertujuan untuk mencegah terbentuknya dimer
rhodamine. Dimer molekul rhodamine akan menyebabkan tingkat efisiensi luminesensi yang
rendah karena adanya RET (Costela et.al., 1996; Davidson, et.al., 2003; Tian et.al., 2000).
Pemecahan masalah tersebut adalah dengan mengikatkan rhodamine secara kovalen pada
suatu material padat lain. Metode pengikatan yang pernah dilakukan adalah dengan 30
mengkombinasikan rhodamine dengan senyawa lain yang berperan sebagai agen polimerisasi,
sehingga terbentuk kopolimer rhodamine-naftalimida (Costela et.al., 1997; Tian et.al. 2000;
Ward, et.al., 1998a, 1998b, 1999).