Sumber optik
Download
Report
Transcript Sumber optik
Overview Materi
Tinjauan mengenai semikonduktor : pita energi
LED
LASER
Perbandingan LED dan LASER
Beberapa karakteristik yang harus dipenuhi oleh
sumber optik
Ukuran dan konfigurasi kompatibel dengan cahaya yang
dimasukkan ke dalam serat.
Mempunyai akurasi yang tinggi dalam mengkonversi sinyal
listrik untuk mengurangi distorsi dan derau.
Cahaya yang dihasilkan berada pada panjang gelombang di
mana serat mempunyai redaman dan dispersi rendah.
Kemudahan dalam memodulasi sinyal.
Cahaya yang dihasilkan harus dapat di-couple ke dalam serat
dengan efisien agar menghasilkan daya optik yang cukup.
Menghasilkan cahaya dengan lebar pita frekuensi yang cukup
sempit untuk meminimumkan dispersi.
Cukup stabil terhadap pengaruh luar.
Mempunyai keandalan tinggi dan harga yang cukup murah
Pita Energi
Untuk menentukan sifat elektrik
bahan, apakah suatu benda
termasuk isolator atau konduktor
yang baik, ditentukan oleh pita
konduksi dan pita valensi.
Selisih antara pita konduksi dan
pita valensi adalah Egap (band_gap
energy).
Pita Energi
Egap = h f
= h . c/λ = 6,625 . 10-34 . 3 . 108 / 1,6 . 10-19 λ
= 1,24/λ eV
h = konstanta plank = 6,625 . 10-34 Joule
c = 3 . 108 m/s
1 eV = 1,6 . 10-19 Joule
λ dalam μm
(Cont..)
Bahan-bahan Sumber Optik
Bahan
Singkatan
Bandgap Energy (eV)
Aluminium phosphide
AlP
3,0
Aluminium arsenide
AlAs
2,3
Gallium phospide
GaP
2,25
Gallium arsenide
GaAs
1,34
Aluminium antimonide
AlSb
1,52
Indium phospide
InP
1,27
Silicon
Si
1,1
Germanium
Ge
0,72
GaSb
0,7
Gallium Antimonide
LED (Light Emiting Diode)
LED merupakan diode semikonduktor yang memancarkan
cahaya karena mekanisme emisi spontan
LED mengubah besaran arus menjadi besaran intensitas
cahaya
Cahaya yang dipancarkan LED bersifat tidak koheren yang
akan menyebabkan dispersi kromatik sehingga LED hanya
cocok untuk transmisi data dengan bit rate yang rendah
sampai sedang.
Daya keluaran LED adalah -33 s.d. -10 dBm
LED memiliki lebar spektral (spectral width) 30-50 nm
pada panjang gelombang 850 nm dan 50-150 nm pada
panjang gelombang 1300 nm
LED (Light Emiting Diode)
(Cont..)
Terdapat 2 jenis LED :
1. Surface Emitting LED
2. Edge Emitting LED
Karakteristis Surface Emitting LED :
Memerlukan bias maju
Emisi cahaya melalui permukaan
Daerah aktif berbentuk lingkaran dengan diameter 50 μm
Tipe high radiance, radiasi keluaran dengan sudut pancar 180o
Kemasan pigtail dengan serat optik langsung pada daerah aktif
sepanjang 30 cm.
LED (Light Emiting Diode)
(Cont..)
Karakteristis Edge Emitting LED :
Radiasi keluaran lebih terarah
Spektrum pancaran berbentuk ellips, emisi cahaya ke arah
samping atau ujung
Memerlukan bias maju
Lebar spektrum keluaran sudut paralel : 120o dan sudut yang
tegak lurus = 25o – 35o.
Panjang gelombang emisi puncak ditentukan oleh bahan
yang digunakan dengan dopan yang ditambahkan. Dengan
mengatur komposisi bahan dapat merubah harga Eg.
Energi Gap Berbagai Bahan LED
Karakteristik Penting LED
Kurva daya optik keluaran terhadap arus
2. Kecepatan respon atau rise time
3. Bandwidth
1.
BW listrik = 0,35 GHz/tr ns.
Biasanya harga rise time LED = 5 s.d. 250 ns.
LASER (Light Amplification by
Stimulated Emmission of Radiation)
Dioda laser merupakan diode semikonduktor yang
memancarkan cahaya karena mekanisme pancaran/emisi
terstimulasi (stimulated emission)
Cahaya yang dipancarkan bersifat koheren
Diode laser memiliki lebar spektral yang lebih sempit (s.d.
1 nm), sehingga disperi kromatik bisa ditekan.
Diterapkan untuk transmisi data dengan bit rate tinggi
Daya keluaran optik -12 s.d. +3 dBm.
Kinerja (keluaran daya optik, panjang gelombang, umur)
sangat dipengatuhi oleh temperature operasi.
Perbandingan LED dan LASER
Perbandingan LED dan LASER (Cont..)