SISTEM TRANSMISI LASER

A.   SISTEM TRANSMISI LASER

Gambar 1 laser

         Pengertian komunikasi dengan sinar,bukanlah hal yang baru sama sekali,karena semenjak beratus-ratus tahun yang lalu orang telah menemukan cara berbicara jarak jauh dengan menggunakan sinar. Dalam sejarah manusia,dikenal pemakaian obor yang menyala untuk alat komunikasi yang paling efektif. Cermin Heliogaf yang berkilat memantulkan sinar matahari sejauh berkilo kilo meter merupakan alat komunikasi yang tidak kecil peranannya. Mercusuar yang dibangun dipulau-pulau terpencil ditengah laut, jelas merupakan alat komunikasi yang paling penting bagi kapal yang tengah berlayar mengarungi samudera luas.

         Makin pesatnya perkembangan kehidupan manusia semakin meningkat pula kebutuhannya untuk menggunakan jasa telekomunikasi yang dari tahun ketahun cenderung melampaui kemampuan saluran yang sudah ada.

         Untuk menampung kebutuhan tersebut, dunia telekomunikasi melengkapi jaringannya dengan sinar laser. Dengan kemampuan salur raksasa yang jauh melampaui kebutuhan. Seberkas sinar laser akan dapat menyediakan jumlah saluran untuk menampung segala jenis telekomunikasi ke seantero dunia.

         Laser pada dasarnya adalah suatu osilator yang beroperasi pada frekuensi sinar, Laser hanya berfungsi sebagai penyedia energy aliran electron seperti dalam tabung electron biasa. Sesuai dengan namanya LASER (Light Amplication by Simulated Emission of Radiation pengerasan sinar oleh pancaran radiasi yang terangsang), Laser merangsang pancaran energi yang bertimbun dalam atom itu sendiri.

         Laser dapat berbentuk Kristal,gas,cair,dan semikonduktor yang masing-masing mempunyai ciri sendiri dengan pemakaian tertentu. Layar jenis Kristal misalnya,adalah semacam batu ,merah delima (ruby) dapat beroperasi pada daya output yang amat tingi dalam mega watt (MW). Laser jenis gas dan berbentuk cair memerlukan catu daya rendah 10 sampai 20 watt saja

         Laser jenis gas dan kristal sebagai pendukung utama sistem laser tersebut sehingga banyak digunakan dalam berbagai keperluan. Mengingat kualitas laser yang begitu tinggi,pemakaiannya semakin baanyak terutama dalam bidang keokteran industry,fisika,optic dan komunikasi. Kualitas ini didasarkan pada kemampuannya meghasilkan sinar koheren (padat menyatu dengan sifat-sifat yang sama). Ini pulalah yang terutama menarik ahli komunikasi yang ingin mendapatkan media transmisi baru untuk peningkatan penyaluran informasi secara besar besaran.

B.       Transmitter

Transmitter terdiri dari 2 bagian yaitu :

1. Rangkaian elektrik berfungsi untuk mengkonversi sinyal digital menjadi sinyal analog, selanjutnya data tersebut ditumpangkan kedalam sinyal gelombang optik yang telah termodulasi
2. Sumber gelombang optik berupa sinar Laser Diode (LD) dan LED ( light emmiting diode) yang pemakaiannya disesuaikan dengan sistem komunikasi yang diperlukan.

• Laser Diode dapat digunakan untuk sistem komunikasi optik yang sangat jauh seperti Sistem Komunikasi Kabel Laut (SKKL) dan Sistem Komunikasi Serat Optik (SKSO), karena laser LD mempunyai karakteristik yang handal yaitu dapat memancarkan daya dengan intensitas yang tinggi, stabil, hampir monokromatis, terfokus, dan merambat dengan kecepatan sangat tinggi, sehingga dapat menempuh jarak sangat jauh. Pembuatannya sangat sukar karena memerlukan  spesifikasi tertentu sehingga harganyapun mahal. Jadi LD tidak ekonomis dan tidak efisien jika digunakan untuk sistem komunikasi jarak dekat dan pada trafik kurang padat.
• LED  digunakan  untuk sistem komunikasi jarak sedang dan dekat agar sistem dapat ekonomis dan efektif karena LED lebih mudah pembuatanya, sehingga harganyapun lebih murah. Komponen-komponen LED yang diperlukan untuk menganalisa suatu jaringan yaitu panjang gelombang emisi, lebar garis spectral, power output, daerag radiasi yang efektif, spectrum emisis, dan jumlah dari emiting modes.
• Dapat diilustrasikan  karakteristik transfer dari LD dan LED daenganm menganalisanya  yaitu bahwa setelah suatu harga tertentu dilampaui, dengan input yang sama ternyata daya output LD jauh lebih besar dari LED.

C.   Karakteristik Transmisi

Sifat transmisi informasi dapat dijelaskan sebagai berikut:

1. Informasi yang akan ditransmisikan berupa data dalam bentuk digital sedangkan bentuk sinyal pembawa carrier yang akan melewati media transmisi serat optik berupa sinyal analog.
2. Untuk itu diperlukan proses modulasi dan demodulasi yaitu proses yang mengubah data digital ke analog dan juga proses sebaliknya dengan menggunakan sebuah Modem dengan pirantinya.
3. Dalam hal ini jenis serat optik yang digunakan sebagai media transmisi adalah serat optik multimode graded indeks.

D.      Sistem Sinar Laser

Gambar 2 Sinar laser di atas kabut udara dan di kaca mobil

Teknologi komunikasi sinar laser banyak digunakan untuk tempat-tempat yang jauh. Ahli komunikasi meramalkan, di masa mendatang penggunaan teknologi laser akan meluas dan akan mengurangi biaya transmisi.Namun demikian, teknologi ini juga memiliki sifat line of sight, sehingga jika terhalang, maka aliran data dan informasi akan terhenti.
Di masa depan, teknologi ini akan digunakan oleh perusahaan-perusahaan yang memiliki kawasan gedung sehingga medi transmisi yang digunakan untuk menghubungkan antara gedung yang satu dengan gedung yang lain digunakan sistem sinar laser.

E.       Cahaya Laser

         Pada umumnya cahaya yang kita lihat adalah campuran berbagai panjang gelombang atau warna yang berbeda-beda. Karena atom biasanya mengeluarkan cahaya secara acak, gelombang cahaya yang dihasilkan juga tidak serempak. Dua factor tersebut berarti bahwa cahaya biasa adalah campuran berbagai jenis gelombang. Namun, cahaya laser berbeda. Cahaya laser tidak mengandung banyak gelombang, tetapi hanya satu panjang gelombang. Tidak hanya itu, gelombang-gelmbang tersebut juga “koheren”, yang berarti bahwa gelombang-gelombang itu persis atau seirama. Cahaya laser dibuat dengan cara mengisi zat padat, cair, atau gas dengan energy. Ketika suatu unsure menyerap energi, atom-atomnya mulai melepaskan cahaya dengan panjang gelombang yang khusus. Jika cahaya dari satu atom mengenai atom-atom yang berdekatan ujungnya, lebih banyak cahayayang terlepaskan. Reaksi berantai ini berlanjut sampai banyak atom mengeluarkan cahaya, semuanya pada saat bersamaan. Cahaya jika dipantulkan oleh cermin-cermin khusus sehingga cahaya itu melaju mundur dan maju di dalam laser lama kelamaan, cahaya itu menjadi begitu pekat sehingga sebagian darinya menembus salah satu cermin itu dan membentuk sinar laser.

F.       Transmisi Pada Sinar Laser

LASER adalah singkatan dari Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation. Laser dapat menghasilkan sinar yang koheren dan berintensitas tinggi. Sinar pada laser dapat dibelokkan yaitu dengan menggunakan alat optik berupa cermin, prisma, dan lensa. Media transmisi  adalah media yang dapat digunakan untuk mengirimkan informasi dari satu tempat ke tempat lain. Dalam jaringan, semua media yang dapat menyalurkan gelombang listrik atau elektromagntik atau cahaya, dapat dipakai sebagai media pengirim, baik untuk pengiriman dan penerimaan data. Adapun komponen yang dipilih dalam memenuhi analisa suatu jaringan pada laser dioda yaitu panjang gelombang emisi, lebar garis spectral, power output, daerah radiasi yang efektif, spektrum emisi, dan jumlah dari emitting modes.

G.      Transmisi  pada Prisma

Arahkan  laser  pointer  ke sala satu sisi tegak pada prisma

B

Gambar 3. Trasmisi laser pada prisma

        

A

Prisma adalah zat bening yang dibatasi oleh dua bidang datar. Apabila seberkas sinar dating pada salah satu bidang prisma disebut sebagai bidang pembias I, akan dibiaskan mendekati garis normal. Sampai pada bidang pembias II, berkas sinar tersebut akan dibiaskan menjauhi garis normal. Pada bidang pembias I, sinar dibiaskan mendekati garis normal, sebab sinar dating dari zat optic kurang rapat ke zat optic lebih rapat yaitu udara ke kaca. Sebaliknya pada bidang pembias ke II, sinar dibiaskan  menjauhi garis normal, sebab sinar dating dari zat optic rapat ke zat optic kurang rapat yaitu dari kaca ke udara. Sehingga seberkas sinar yang melewati sebuah prisma akan mengalami pembelokan arah dari arah semula.

         Laser termasuk jeis sifat cahaya monokormatik. Apabila sinar laser dikenakan pada prisma, maka sinar laser akan membias dengan  menyebar hanya satu arah. Sedangkan pada sinar cahaya lainya apabila dikenakan pada prisma  akan  mengalami dispersi cahaya, yaitu cahaya putih akan terurai menjadi cahaya berwarna-warni seperti merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila dan ungu yang disebut cahaya polikromatik.

H.  Transmisi pada cermin

Untuk mengontrol terjadinya emisi pada cahaya sinar laser, maka dapa digunakan bantuan cermin. Dimana dua buah cermin yang diletakkan pada kedua ujung suatu kristal atau batu ruby dan salah satuya dibuat half – silvered (hanya memantulkan sebagian cahay, sementara cahaya yang tidak dipantulkan dapat menerobos keluar. Batu ruby diberi stimulasi energi (disinari dengan cahaya) sehingga beberapa elektron tereksitasi. Kemudian elektron yang tereksitasi ini berusaha ke tingkat energi awal dengan melepaskan cahaya (foton). Cahaya ini memantul-mantul pada permukaan cermin dan menyinari elektron-elektron disampingnya sehingga menyebabkan tereksitasipada elektron tersebut. Sebagian cahaya berhasil menerobos keluar dari half-silveremirror. Sinar ini merupakan sinar yang monokromatik, koheren dan bersifat tunggal. Cermin menimbulkan kerugian pada transmisi karena difraksi cermin dapat memperpanjang pemantulan cahaya, dimana dua cermin datar harus terletak secara paralel dan selaras sehingga sangat akurat untuk menghindari sinar meninggalkan jalan tengah dari cermin.

Cahaya laser yang mengenai permukaan

beam splitter (pembagi berkas) sebagian dari

cahaya tersebut akan dipantulkan ke atas dan

sisanya ditransmisikan ke kanan. Bagian yang

dipantulkan ke atas oleh suatu cermin datar

(cermin 1) akan dipantulkan kembali ke beam

splitter yang kemudian menuju ke screen (layar).

Adapun bagian yang ditransmisikan ke kanan

oleh cermin datar (cermin 2) juga akan

dipantulkan kembali ke beam splitter, kemudian

Gambar 4. Transmisi laser pada cermin.

bersatu dengan cahaya dari cermin1 menuju

layar, sehingga kedua sinar akan berinterferensi

yang ditunjukkan dengan adanya pola-pola cincin gelap-terang (frinji) (Soedojo, 1992).

I.     Transmisi Pada Lensa

 

Lensa pada sinar laser berguna untuk memfokuskan cahaya yang dipantulkan oleh cermin. Dua buah lensa identik yang digunakan untuk membuat berkas-berkas cahaya pada laser berdiversi akan menyebar. Lensa-lensa itu harus menjaga agar kedua perangkat cahaya tetap dalam satu fase, dengan kata lain persis serentak atau seirama. Berkas cahaya laser akan terbelah. Berkas yang menyoroti benda kemudian molekul sebuah lensa dan dipantulkan menuju benda itu. Berkas cahaya referensi menembus sebuah lensa dan dapat dipantulkan kearah emulsi fotograf dan disana cahaya referensi itu bertemu dengan cahaya dari penyorotan benda