Pengertian Serat Optik
Serat optik adalah merupakan saluran transmisi atau sejenis kabel yang terbuat dari kaca atau plastik yang sangat halus dan lebih kecil dari sehelai rambut, dan dapat digunakan untuk mentransmisikan sinyal cahaya dari suatu tempat ke tempat lain. Sumber cahaya yang digunakan biasanya adalah laser atau LED. Kabel ini berdiameter lebih kurang 120 mikrometer. Cahaya yang ada di dalam serat optik tidak keluar karena indeks bias dari kaca lebih besar daripada indeks bias dari udara, karena laser mempunyai spektrum yang sangat sempit. Kecepatan transmisi serat optik sangat tinggi sehingga sangat bagus digunakan sebagai saluran komunikasi.
Perkembangan teknologi serat optik saat ini, telah dapat menghasilkan pelemahan (attenuation) kurang dari 20 decibels (dB)/km. Dengan lebar jalur (bandwidth) yang besar sehingga kemampuan dalam mentransmisikan data menjadi lebih banyak dan cepat dibandingan dengan penggunaan kabel konvensional. Dengan demikian serat optik sangat cocok digunakan terutama dalam aplikasi sistem telekomunikasi. Pada prinsipnya serat optik memantulkan dan membiaskan sejumlah cahaya yang merambat didalamnya.Efisiensi dari serat optik ditentukan oleh kemurnian dari bahan penyusun gelas/kaca. Semakin murni bahan gelas, semakin sedikit cahaya yang diserap oleh serat optik.
Aplikasi Serat Optik
VCSEl pada Radio over Fiber
Radio Over Fiber merupakan sistem radio yang memanfaatkan jalur fiber optik sebagai media transmisi. Sistem komunikasi optik memiliki pengirim, media transmisi dan penerima. Media pengirim pada sistem optik dapat berupa LED (Light Emitting Diode) atau laser, sedangkan penerimanya berupa PIN (Positive Intrinsic Negative) fotodioda.
VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser) adalah salah satu sumber optik yang sedang dikembangkan akhir-akhir ini. Hal ini disebabkan karena VCSEL mendukung performa layanan yang tinggi, sistem transmisi yang murah serta cocok untuk layanan komunikasi dengan data rate yang besar jika dibandingkan dengan laser yang lain.
Kualitas sebuah sistem komunikasi dilihat dari besarnya S/N pada penerima. S/N adalah perbandingan sinyal informasi yang dikirim terhadap noise di penerima. Sinyal informasi dan noise akan mengalami atenuasi pada kanal radio, sehingga LNA (Low Noise Amplifier) akan dapat memisahkan noise dan sinyal informasi. Noise level setelah melewati LNA akan lebih tinggi daripada RIN pada laser, berarti noise pada link optik tidak terlalu berpengaruh pada nilai S/N, sehingga dapat dibedakan oleh link radio.
RIN laser dan noise di penerima dalah sumber utama noise pada link optik, sehingga bisa diasumsikan bahwa noise dapat dipisahkan oleh laser jika atenuasi optik tidak besar dan noise power laser lebih tinggi dibandingkan noise thermal pada receiver.
Loss pada link optik dipengaruhi oleh arus noise dari penerima (Noise Current Density), RIN, Daya output laser, dan Rensponsivity photo dioda. S/N pada link optik dipengaruhi oleh index modulasi dan RIN.
VCSEL beroperasi pada panjang gelombang 850nm, dan photo detector pada saat itu memiliki optical reflection yang tinggi, sehingga nilai SFDR (Spurious Free Dynamic Range) ini cocok untuk aplikasi Radio over Fiber. VCSEL memiliki kurva SFDR yang tidak halus. Hal ini terjadi karena ketika laser mentransmisikan data secara simultan pada baseband dan pada kanal radio, sinyal carier yang di mux dengan sinyal baseband akan menghasilkan distorsi. Rendahnya index modulasi juga mengakibatkan turunnya BER (Bit Error Rate).
Endoskop
Endoskop adalah suatu alat yang digunakan untuk memeriksa organ-organ di dalam badan secara visual, sehingga dapat dilihat sejelas-jelasnya setiap kelainan yang timbul pada organ yang diperiksa. Jadi jelas bahwa endoskop adalah suatu alat untuk membantu menegakkan diagnosa. Alat ini digunakan dalam pemeriksaan endoskopi, berbentuk pipa kecil panjang yang dapat dimasukkan ke dalam tubuh, misalnya ke lambung atau ke rongga tubuh lainnya. Di dalam pipa tersebut terdapat dua buah serat optik. Satu untuk menghasilkan cahaya agar bagian tubuh di depan ujung endoskop terlihat jelas, sedangkan serat lainnya berfungsi sebagai penghantar gambar yang ditangkap oleh kamera. Di samping itu, kedua serat optik tersebut, terdapat satu buah bagian lagi yang bisa digunakan sebagai saluran untuk pemberian obat dan untuk memasukkan atau mengisap cairan. Selain itu, bagian tersebut juga dapat dipasangi alat-alat medis seperti gunting kecil, sikat kecil, dan lain-lain.
Endoskop dapat diarahkan ke atas-bawah dan ke kiri-kanan sewaktu dimasukkan ke dalam tubuh.Mikro-endoskop dapat dimasukkan melalui hidung ke rongga sinus;atau melewati bagian belakang tenggorokan dan saluran eustachius menuju telinga;atau melalui pembuluh darah,menuju jantung;atau turun melalui saluran pencernaan dan menuju ke hati dan kantung empedu;atau melalui saluran kencing ke ginjal.
Endoskopi tidak hanya berfungsi sebagai alat periksa tetapi juga untuk melakukan tindakan medis seperti pengangkatan polip, penjahitan, dan lain-lain. Selain itu, endoskopi juga dapat digunakan untuk mengambil sampel jaringan jika dicurigai jaringan tersebut terkena kanker atau gangguan lainnya.
Beberapa jenis gangguan yang dapat dilihat dengan endoskopi antara lain : abses, sirosis biliaris, perdarahan, bronkhitis, kanker, kista, batu empedu, tumor, polip, tukak, dan lain-lain.
Prosedur medis yang menggunakan endoskopi mempunyai berbagai macam nama, tergantung jenis dan organ yang diperiksa. Berikut beberapa contohnya :
•Thorakoskopi, pemeriksaan pleura, rongga pleura, mediastinum dan perikardium (bagian-bagian paru-paru dan jantung).
•Proktoskopi (sigmoidoskopi dan proktosigmoidoskopi), untuk memeriksa rektum dan kolon sigmoid.
•Laringoskopi,untuk memeriksa laring (salah satu bagian saluran napas).
•Laparoskopi,untuk melihat lambung, hati, dan organ-organ lain di dalam rongga perut.
•Gastroskopi,untuk melihat dinding dalam esofagus, lambung, dan usus halus.
•Sistoskopi,untuk melihat saluran kencing, kandung kencing dan prostat.
•Kolposkopi,untuk memeriksa vagina dan mulut rahim.
•Kolonoskopi,untuk memeriksa usus besar.
•Bronkhoskopi,untuk melihat trachea dan cabang-cabang bronkhus (bagian dari saluran napas)
•Arthroskopi,untuk melihat sendi.
Jarlofkaf
Selama ini fiber hanya dipakai untuk transmisi antar sentral, sebagai jaringan backbone, dan digunakan untuk komunikasi jarak jauh. Lalu mulai dikembangkanlah suatu jaringan local bahkan sampai ke terminal pelanggan dengan media fiber. Sistem transmisi fiber optik yang digunakan pada jaringan local tersebut dinamakan Jaringan Lokal Akses Fiber (Jarlokaf). Jarlokaf merupakan sebuah solusi strategis bagi jaringan akses pelanggan. Namun, ketepatan dalam segi perencanaan dan operasional, serta pemilihan arsitektur dan teknologi jaringan yang digunakan akan sangat mempengaruhi kesuksesan kegiatan operasi, perawatan, efektivitas investasi, serta kemudahan pengembangan jaringan dan layanan jasa. Ruang lingkup Jarlokaf berdasarkan lebar pita, dapat dibedakan menjadi dua macam yaitu narrowband dan broadband. Narrowband, dengan transmisi kurang dari 2 Mbps, mampu memberikan layanan voice (telepon). Broadband, dengan transmisi diatas 2 Mbps, dapat memberikan layanan yang lebih beragam seperti voice, data, dan citra, baik diam maupun bergerak.
Teknologi JARLOKAF adalah teknologi yang sedang berkembang sehingga berbagai metoda transmisi dimungkinkan untuk diterapkan dan relatif masih terbatas jumlah implementasinya dilapangan. Teknologi Jarlokaf yang saat ini sudah berkembang dangan baik antara lain: DLC (Digital Loop Carrier), PON (Passive Optical Network), dan AON (Active Optical Network) dan HFC (Hybrid Fiber Coax). DLC, PON dan AON, merupakan teknologi jarlokaf dan dapat terintegrasi dengan copper pair, sedangkan HFC merupakan teknologi jarlokaf yang terintegrasi dengan coaxial.
Showing posts with label Dunia O P T i K. Show all posts
Showing posts with label Dunia O P T i K. Show all posts
Friday, February 4, 2011
Tuesday, January 25, 2011
Optik lagi....Difraksi...
APLIKASI DIFRAKSI SINAR- X PADA STRUKTUR MATERIAL
1.Analisa Struktur Kristal “Spektroskopi difraksi sinar-X (X-ray difraction/XRD)”
Difraksi Sinar X merupakan teknik yang digunakan dalam karakteristik material untuk mendapatkan informasi tentang ukuran atom dari material kristal maupun nonkristal. Difraksi tergantung pada struktur kristal dan panjang gelombangnya. Jika panjang gelombang jauh lebih dari pada ukuran atom atau konstanta kisi kristal maka tidak akan terjadi peristiwa difraksi karena sinar akan dipantulkan sedangkan jika panjang gelombangnya mendekati atau lebih kecil dari ukuran atom atau kristal maka akan terjadi peristiwa difraksi. Ukuran atom dalam orde angstrom (Å) maka supaya terjadi peristiwa difraksi maka panjang gelombang dari sinar yang melalui kristal harus dalam orde angstrom (Å).
Metode yang digunakan dslam menentukan struktur Kristal dengan difraksi sinar – x ini terdiri dari metode Kristal tunggal dan metode serbuk. Pada metoda kristal tunggal, sebuah kristal yang berkualitas baik diletakkan sedemikian rupa sehingga dapat berotasi pada salah satu sumbu kristalnya. Ketika kristal itu diputar pada salah satu sumbu putar, seberkas sinar X monokromatik dipancarkan ke arah kristal. Jika seberkas sinar-X di jatuhkan pada sampel kristal, maka bidang kristal itu akan membiaskan sinar-X yang memiliki panjang gelombang sama dengan jarak antar kisi dalam kristal tersebut. Sinar yang dibiaskan akan ditangkap oleh detektor kemudian diterjemahkan sebagai sebuah puncak difraksi. Makin banyak bidang kristal yang terdapat dalam sampel, makin kuat intensitas pembiasan yang dihasilkannya. Tiap puncak yang muncul pada pola XRD mewakili satu bidang kristal yang memiliki orientasi tertentu dalam sumbu tiga dimensi. Puncak-puncak yang didapatkan dari data pengukuran ini kemudian dicocokkan dengan standar difraksi sinar-X untuk hampir semua jenis material. Standar ini disebut JCPDS (Joint Committee Powder Diffractionn Standard)
2.GLV (Gratting Light Valve)
Disebut juga kisi katup cahaya, dimana teknologi ini memanfaatkan kisi difraksi untuk menampilkan visual yang lebih baik daripada visual dari LCD yang selama ini ada. GLV menggunakan sistem mikro ( MEMS ) teknologi dan fisika optik agar bagaimana cahaya tercermin dari masing-masing struktur pita-seperti beberapa yang mewakili "tertentu gambar" titik atau pixel. Pita dapat memindahkan jarak kecil, mengubah panjang gelombang cahaya yang dipantulkan. Nada Grayscale atau warna yang tepat dapat dicapai dengan memvariasikan kecepatan piksel yang diberikan adalah dinyalakan dan dimatikan. Gambar yang dihasilkan dapat diproyeksikan dalam sebuah auditorium besar dengan sumber cahaya terang atau pada sebuah alat kecil dengan menggunakan LED low-power sebagai sumber cahaya. Teknologi GLV dapat memberikan resolusi tinggi, daya rendah sehingga lebih murah . Tetapi kualitas pixel yang bagus.
Konsep kerja GLV yaitu, prangkat GLV dibangun pada silikon dan terdiri dari baris paralel yang sangat reflektif. Pita-pita ukuran mikro dengan lapisan atas aluminium tergantung di atas sebuah celah udara yang dikonfigurasi sedemikian rupa sehingga pita alternatif (pita aktif yang interlaced dengan pita statis) dapat secara dinamis ditekan. Sambungan listrik untuk masing-masing elektroda pita aktif menyediakan aktuasi independen. Pita dan substrat adalah elektrik konduktif sehingga defleksi dari pita dapat dikontrol secara analog: Bila tegangan dari pita aktif diatur ke ground, semua pita yang undeflected, dan perangkat bertindak sebagai cermin sehingga insiden cahaya kembali pada lajur yang sama. Ketika tegangan diberikan antara konduktor pita dan dasar medan listrik yang dihasilkan, dapat mengalihkan ke bawah pita aktif terhadap substrat. Defleksi ini dapat sebesar seperempat panjang gelombang sehingga menimbulkan efek difraksi pada cahaya insiden yang tercermin pada sudut yang berbeda dari insiden ringan. Panjang gelombang untuk defleksi ditentukan oleh frekuensi spasial pita. Karena ini frekuensi spasial ditentukan oleh muka sisi photolithographic digunakan untuk membentuk perangkat GLV dalam CMOS proses fabrikasi, sudut datang bisa sangat akurat yang berguna untuk aplikasi switching optik.
Perpindahan dari undeflected defleksi maksimum pita sangat cepat, yang dapat beralih di 20 nanodetik yang merupakan satu juta kali lebih cepat dibandingkan konvensional LCD layar perangkat, dan sekitar 1000 kali lebih cepat dibandingkan TI DMD teknologi. Selain itu, tidak ada kontak fisik antara elemen bergerak yang life time dari GLV selama 15 tahun tanpa berhenti (lebih dari 210 miliar siklus switching).
Untuk membangun sistem tampilan menggunakan perangkat GLV pendekatan yang berbeda dapat diikuti: mulai dari pendekatan sederhana menggunakan perangkat GLV tunggal dengan cahaya putih sebagai sumber sehingga memiliki monokrom sistem untuk solusi yang lebih kompleks menggunakan tiga GLV perangkat yang berbeda masing-masing untuk satu sumber RGB primary 'yang pernah terdifraksi memerlukan filter optik yang berbeda untuk titik cahaya ke layar atau menengah dengan menggunakan sumber putih tunggal dengan perangkat GLV. Selain itu, cahaya dapat terdifraksi oleh perangkat GLV ke lensa mata bagi tampilan virtual retina , atau ke sistem optik untuk proyeksi gambar ke layar ( proyektor dan belakang proyektor ).
3.Holografi
Adalah teknik penghamburan cahaya dari sebuah objek untuk direkam dan kemudian direkonstruksi sehingga dia akan muncul jika objek itu memiliki posisi yang relatif sama terhadap rekaman medium saat direkam. Bayangan akan berubah selama posisi dan sudut pandang berubah dalam cara yang sama sehingga objek masih tetap terlihat ada dan rekaman bayangan (hologram) muncul dalam bentuk tiga dimensi. Adapun teknik holografi sehingga mendapatkan hologram, sebagian dari sinar yang tersebar dari objek atau sekumpulan objek jatuh di atas media perekam. Sinar kedua, yang dikenal sebagai sinar acuan, juga menerangi media perekam sehingga terjadi gangguan antara kedua sinar tersebut. Hasil dari bidang cahaya tersebut adalah sebuah pola acak dengan intensitas yang bervariasi yang disebut hologram. Dapat ditunjukkan bahwa jika hologram diterangi oleh sinar acuan asli, sebuah bidang cahaya terdifraksi oleh sinar acuan yang mana identik dengan bidang cahaya yang disebarkan oleh objek atau objek-objek. Dengan demikian, seseorang yang memandang ke hologram tetap dapat ‘melihat’ objek walaupun objek tersebut mungkin sudah tidak ada lagi.
1.Analisa Struktur Kristal “Spektroskopi difraksi sinar-X (X-ray difraction/XRD)”
Difraksi Sinar X merupakan teknik yang digunakan dalam karakteristik material untuk mendapatkan informasi tentang ukuran atom dari material kristal maupun nonkristal. Difraksi tergantung pada struktur kristal dan panjang gelombangnya. Jika panjang gelombang jauh lebih dari pada ukuran atom atau konstanta kisi kristal maka tidak akan terjadi peristiwa difraksi karena sinar akan dipantulkan sedangkan jika panjang gelombangnya mendekati atau lebih kecil dari ukuran atom atau kristal maka akan terjadi peristiwa difraksi. Ukuran atom dalam orde angstrom (Å) maka supaya terjadi peristiwa difraksi maka panjang gelombang dari sinar yang melalui kristal harus dalam orde angstrom (Å).
Metode yang digunakan dslam menentukan struktur Kristal dengan difraksi sinar – x ini terdiri dari metode Kristal tunggal dan metode serbuk. Pada metoda kristal tunggal, sebuah kristal yang berkualitas baik diletakkan sedemikian rupa sehingga dapat berotasi pada salah satu sumbu kristalnya. Ketika kristal itu diputar pada salah satu sumbu putar, seberkas sinar X monokromatik dipancarkan ke arah kristal. Jika seberkas sinar-X di jatuhkan pada sampel kristal, maka bidang kristal itu akan membiaskan sinar-X yang memiliki panjang gelombang sama dengan jarak antar kisi dalam kristal tersebut. Sinar yang dibiaskan akan ditangkap oleh detektor kemudian diterjemahkan sebagai sebuah puncak difraksi. Makin banyak bidang kristal yang terdapat dalam sampel, makin kuat intensitas pembiasan yang dihasilkannya. Tiap puncak yang muncul pada pola XRD mewakili satu bidang kristal yang memiliki orientasi tertentu dalam sumbu tiga dimensi. Puncak-puncak yang didapatkan dari data pengukuran ini kemudian dicocokkan dengan standar difraksi sinar-X untuk hampir semua jenis material. Standar ini disebut JCPDS (Joint Committee Powder Diffractionn Standard)
2.GLV (Gratting Light Valve)
Disebut juga kisi katup cahaya, dimana teknologi ini memanfaatkan kisi difraksi untuk menampilkan visual yang lebih baik daripada visual dari LCD yang selama ini ada. GLV menggunakan sistem mikro ( MEMS ) teknologi dan fisika optik agar bagaimana cahaya tercermin dari masing-masing struktur pita-seperti beberapa yang mewakili "tertentu gambar" titik atau pixel. Pita dapat memindahkan jarak kecil, mengubah panjang gelombang cahaya yang dipantulkan. Nada Grayscale atau warna yang tepat dapat dicapai dengan memvariasikan kecepatan piksel yang diberikan adalah dinyalakan dan dimatikan. Gambar yang dihasilkan dapat diproyeksikan dalam sebuah auditorium besar dengan sumber cahaya terang atau pada sebuah alat kecil dengan menggunakan LED low-power sebagai sumber cahaya. Teknologi GLV dapat memberikan resolusi tinggi, daya rendah sehingga lebih murah . Tetapi kualitas pixel yang bagus.
Konsep kerja GLV yaitu, prangkat GLV dibangun pada silikon dan terdiri dari baris paralel yang sangat reflektif. Pita-pita ukuran mikro dengan lapisan atas aluminium tergantung di atas sebuah celah udara yang dikonfigurasi sedemikian rupa sehingga pita alternatif (pita aktif yang interlaced dengan pita statis) dapat secara dinamis ditekan. Sambungan listrik untuk masing-masing elektroda pita aktif menyediakan aktuasi independen. Pita dan substrat adalah elektrik konduktif sehingga defleksi dari pita dapat dikontrol secara analog: Bila tegangan dari pita aktif diatur ke ground, semua pita yang undeflected, dan perangkat bertindak sebagai cermin sehingga insiden cahaya kembali pada lajur yang sama. Ketika tegangan diberikan antara konduktor pita dan dasar medan listrik yang dihasilkan, dapat mengalihkan ke bawah pita aktif terhadap substrat. Defleksi ini dapat sebesar seperempat panjang gelombang sehingga menimbulkan efek difraksi pada cahaya insiden yang tercermin pada sudut yang berbeda dari insiden ringan. Panjang gelombang untuk defleksi ditentukan oleh frekuensi spasial pita. Karena ini frekuensi spasial ditentukan oleh muka sisi photolithographic digunakan untuk membentuk perangkat GLV dalam CMOS proses fabrikasi, sudut datang bisa sangat akurat yang berguna untuk aplikasi switching optik.
Perpindahan dari undeflected defleksi maksimum pita sangat cepat, yang dapat beralih di 20 nanodetik yang merupakan satu juta kali lebih cepat dibandingkan konvensional LCD layar perangkat, dan sekitar 1000 kali lebih cepat dibandingkan TI DMD teknologi. Selain itu, tidak ada kontak fisik antara elemen bergerak yang life time dari GLV selama 15 tahun tanpa berhenti (lebih dari 210 miliar siklus switching).
Untuk membangun sistem tampilan menggunakan perangkat GLV pendekatan yang berbeda dapat diikuti: mulai dari pendekatan sederhana menggunakan perangkat GLV tunggal dengan cahaya putih sebagai sumber sehingga memiliki monokrom sistem untuk solusi yang lebih kompleks menggunakan tiga GLV perangkat yang berbeda masing-masing untuk satu sumber RGB primary 'yang pernah terdifraksi memerlukan filter optik yang berbeda untuk titik cahaya ke layar atau menengah dengan menggunakan sumber putih tunggal dengan perangkat GLV. Selain itu, cahaya dapat terdifraksi oleh perangkat GLV ke lensa mata bagi tampilan virtual retina , atau ke sistem optik untuk proyeksi gambar ke layar ( proyektor dan belakang proyektor ).
3.Holografi
Adalah teknik penghamburan cahaya dari sebuah objek untuk direkam dan kemudian direkonstruksi sehingga dia akan muncul jika objek itu memiliki posisi yang relatif sama terhadap rekaman medium saat direkam. Bayangan akan berubah selama posisi dan sudut pandang berubah dalam cara yang sama sehingga objek masih tetap terlihat ada dan rekaman bayangan (hologram) muncul dalam bentuk tiga dimensi. Adapun teknik holografi sehingga mendapatkan hologram, sebagian dari sinar yang tersebar dari objek atau sekumpulan objek jatuh di atas media perekam. Sinar kedua, yang dikenal sebagai sinar acuan, juga menerangi media perekam sehingga terjadi gangguan antara kedua sinar tersebut. Hasil dari bidang cahaya tersebut adalah sebuah pola acak dengan intensitas yang bervariasi yang disebut hologram. Dapat ditunjukkan bahwa jika hologram diterangi oleh sinar acuan asli, sebuah bidang cahaya terdifraksi oleh sinar acuan yang mana identik dengan bidang cahaya yang disebarkan oleh objek atau objek-objek. Dengan demikian, seseorang yang memandang ke hologram tetap dapat ‘melihat’ objek walaupun objek tersebut mungkin sudah tidak ada lagi.
Monday, January 24, 2011
Sedikit tentang Spektroskopi
SPEKTROSKOPI
LUSTYYAH ULFA
2408100064 ~ KEL. 9
1.Prinsip Spektroskopi sebagai berikut, akan tetapi pengertian “Spektroskopi” itu sendiri adalah suatu metode yang mempelajari interkasi antara suatu materi dan radiasi gelombang elektromagnetik. Interaksi ini mengakibatkan terjadinya 3 kemungkinan yaitu absorpsi, emisi dan hamburan. Prinsip kerjanya yaitu, Jika suatu berkas sinar monokromatik melewati suatu medium homogen, sebagian dari sinar datang akan diabsorpsi dan sisanya akan di transmisikan. Hal ini sesuai dengan hukum Lamm Bert:
1. Hukum Lambert : Bila suatu sumber sinar monokromatik melewati medium transparan, maka intensitas sinar yang diteruskan berkurang dengan bertambahnya ketebalan medium yang mengabsorpsi.
2. Hukum Beer : Intensitas sinar yang diteruskan berkurang secara eksponensial dengan bertambahnya konsentrasi spesi yang menyerap sinar tersebut.
2.Jenis-jenis spektroskopi yaitu berdasarkan:
a.Intensitas radiasi elektromagnetik, yang disebut spektroskopi elektromagnetik, antara lain: spektroskopi sinar , sinar X, sinar UV, sinar tampak, dan sinar infra red.
Akan tetapi yang sering digunakan dan dijumpai adalah spektroskopi UV dengan prinsip kerja melewatkan sinar putih pada medium yang berwarna, maka sebagian warna akn terserap. Media yang berbeda akan menyerap sinar dengan panjang gelombang yang berbeda. Hal inilah yang digunakan untuk mengidentifikasi suatu materi (keberadaan ionlogam). Dimana besarnya penyerapan tergantung konsentrasi materi. Lalu spectrometer kan menghitung banyaknya sinar yang terserap oleh berbagai senyawa yang dilewati spectrum UV.
Spektroskopi sinar infra red. Radiasi infra merah melewati monokromator kemudian berkas radiasi ini dipantulkan oleh cermin-cermin dan akhirnya ditangkap oleh detektor. Detektor pada spektrofotometer infra merah merupakan alat yang bisa mengukur atau mendeteksi energi radiasi akibat pengaruh panas. Energi radiasi inframerah akan menyebabkan terjadinya pemanasan pada salah satu kawat detector, bisa berupa thermocouple atau bolometer dan panasnya ini sebanding dengan perbedaan gaya gerak listrik (emf) yang dihasilkan dari kedua kawat. Signal yang dihasilkan dari detektor kernudian direkam sebagai spektrum infra merah yang berbentuk puncak-puncak absorpsi. Spektrum infra merah ini menunjukkan hubungan antara absorpsi dan frekuensi atau bilangan gelombang atau panjang gelombang.
b.Amplitudo getaran makroskopik, disebut spektroskopi fotoakustik. Yaitu suatu gelombang elektromagnetik (misal cahaya laser) sebagai sumber radiasi dengan intensitas termodulasi dilewatkan pada sel fotoakustik yang berisi molekul-molekul gas penyerap. Bila molekul-molekul gas menyerap energi foton, maka molekul gas yang menduduki tingkat energi dasar E0 akan tereksitasi ke tingkat energi yang lebih tinggi E1. Molekul-molekul gas pada keadaan tereksitasi adalah tidak stabil dan cenderung akan kembali ke keadaan stabil (tingkat energi dasar) dengan melepaskan energi melalui proses de-eksitasi. non radiasi ini terjadi benturan antar molekul sehingga memungkinkan terjadinya pemanasan medium di dalam sel. Pada volume tetap pemanasan suhu ini mengakibatkan perubahan tekanan di dalam sel. Jika sumber radiasi yang datang pada gas cuplikan intensitasnya dimodulasi secara periodic maka akan didapatkan perubahan tekanan dalam sel secara periodik pula yang membangkitkan bunyi pada frekuensi yang sama dengan frekuensi radiasi termodulasi.
c.Energi kinetic dari partikel, disebut spektroskopi electron, merupakan satu teknis analisi untuk meempelajari struktur elektronik dan dinamik di dalam atom dan molekul.
d.Rasio massa partikel dan atom, disebut spektroskopi massa, adalah suatu instrument yang dapat menyeleksi gas bermuatan berdasarkan massa atau beratnya. Molekul-molekul ditembak dengan berkas elektron berenergi tinggi dan hasilnya direkam sebagai spektrum dari pecahan-pecahan ion bermuatan positif.
e. Berdasarkan signal radiasi elektromagnetik :
(a) spektroskopi absorpsi, pengukuran spektrum serapan cahaya dari suatu atom, molekul atau bahan .
(b) spektroskopi emisi, pengukuran spektrum frekuensi suatu sumber cahaya.
(c) spektroskopi scattering atau Raman. Teknik ini berdasarkan hamburan dari cahya monokromatik yang biasanya berasal dari laser yang menimbulkan efek Raman. Efek Raman merupakan frekuensi dari foton yang dipancarkan ulang dapat dinaikkan atau diturunkan terhadap frekuensi asli cahaya monokromatik. Perubahan ini memberikan informasi tentang getaran, rotasi dan transisi frekuensi rendah yang lain pada molekul.
(d) spektroskopi fluoresensi. Fluoresensi spektroskopi menggunakan foton energi yang lebih tinggi untuk merangsang sampel, yang kemudian akan memancarkan foton energi yang lebih rendah.
3.Contoh aplikasi sistem fotonika dengan prinsip spektroskopi, antara lain:
a.Analisa Struktur Kristal “Spektroskopi difraksi sinar-X (X-ray difraction/XRD)”
Difraksi Sinar X merupakan teknik yang digunakan dalam karakteristik material untuk mendapatkan informasi tentang ukuran atom dari material kristal maupun nonkristal. Difraksi tergantung pada struktur kristal dan panjang gelombangnya. Jika panjang gelombang jauh lebih dari pada ukuran atom atau konstanta kisi kristal maka tidak akan terjadi peristiwa difraksi karena sinar akan dipantulkan sedangkan jika panjang gelombangnya mendekati atau lebih kecil dari ukuran atom atau kristal maka akan terjadi peristiwa difraksi. Ukuran atom dalam orde angstrom (Å) maka supaya terjadi peristiwa difraksi maka panjang gelombang dari sinar yang melalui kristal harus dalam orde angstrom (Å). Metode yang digunakan dslam menentukan struktur Kristal dengan difraksi sinar – x ini terdiri dari metode Kristal tunggal dan metode serbuk. Pada metoda kristal tunggal, sebuah kristal yang berkualitas baik diletakkan sedemikian rupa sehingga dapat berotasi pada salah satu sumbu kristalnya. Ketika kristal itu diputar pada salah satu sumbu putar, seberkas sinar X monokromatik dipancarkan ke arah kristal. Jika seberkas sinar-X di jatuhkan pada sampel kristal, maka bidang kristal itu akan membiaskan sinar-X yang memiliki panjang gelombang sama dengan jarak antar kisi dalam kristal tersebut. Sinar yang dibiaskan akan ditangkap oleh detektor kemudian diterjemahkan sebagai sebuah puncak difraksi. Makin banyak bidang kristal yang terdapat dalam sampel, makin kuat intensitas pembiasan yang dihasilkannya. Tiap puncak yang muncul pada pola XRD mewakili satu bidang kristal yang memiliki orientasi tertentu dalam sumbu tiga dimensi. Puncak-puncak yang didapatkan dari data pengukuran ini kemudian dicocokkan dengan standar difraksi sinar-X untuk hampir semua jenis material. Standar ini disebut JCPDS (Joint Committee Powder Diffractionn Standard)
b.Kedokteran
NIRS (Near Near-infrared Spectroscopy) merupakan satu teknik spektroskopi yang menggunakan wilayah panjang gelombang inframerah pada spektrum elektromagnetik (sekitar 800 sampai 2500 nm). Dikatakan “inframerah dekat” (IMD) karena wilayah ini berada di dekat wilayah gelombang merah yang tampak. umum dipakai dalam diagnostik medis, terutama dalam pengukuran kadar oksigen darah, atau juga kadar gula darah. Meskipun bukan teknik yang sangat sensitif, NIRS “tidak menakutkan” pasien/subjek karena tidak memerlukan pengambilan sampel (non-invasif) dan dilakukan langsung dengan menempelkan sensor di permukaan kulit. Teknik ini juga dipakai dalam pengukuran dinamika perubahan senyawa tertentu dalam suatu organ, misalnya perubahan kadar hemoglobin di suatu bagian otak akibat aktivitas saraf tertentu. Dalam penggunaan fisiologis semacam ini, NIRS dapat dikombinasi dengan teknik lain, seperti MRI atau CT-scan.
c.Ilmu pangan dan kimia pertanian
Spektroskopi menggunakan NIRS dalam bidang ini disukai karena tidak memerlukan persiapan sampel yang rumit. Selain itu, seringkali sampel bisa digunakan lagi untuk keperluan lain; misalnya, benih bisa langsung ditanam setelah diukur kandungan asam lemaknya. Instrumentasi NIRS yang berkembang pesat dengan dengan penggunaan komputer membuat alat ini populer. Walaupun demikian, kalibrasi NIRS sangat kritis dalam bidang ini mengingat bahan sampel mengandung campuran berbagai macam zat. Proses adjustment dalam analisis untuk menghasilkan informasi dapat memberikan nilai-nilai yang kurang akurat.
LUSTYYAH ULFA
2408100064 ~ KEL. 9
1.Prinsip Spektroskopi sebagai berikut, akan tetapi pengertian “Spektroskopi” itu sendiri adalah suatu metode yang mempelajari interkasi antara suatu materi dan radiasi gelombang elektromagnetik. Interaksi ini mengakibatkan terjadinya 3 kemungkinan yaitu absorpsi, emisi dan hamburan. Prinsip kerjanya yaitu, Jika suatu berkas sinar monokromatik melewati suatu medium homogen, sebagian dari sinar datang akan diabsorpsi dan sisanya akan di transmisikan. Hal ini sesuai dengan hukum Lamm Bert:
1. Hukum Lambert : Bila suatu sumber sinar monokromatik melewati medium transparan, maka intensitas sinar yang diteruskan berkurang dengan bertambahnya ketebalan medium yang mengabsorpsi.
2. Hukum Beer : Intensitas sinar yang diteruskan berkurang secara eksponensial dengan bertambahnya konsentrasi spesi yang menyerap sinar tersebut.
2.Jenis-jenis spektroskopi yaitu berdasarkan:
a.Intensitas radiasi elektromagnetik, yang disebut spektroskopi elektromagnetik, antara lain: spektroskopi sinar , sinar X, sinar UV, sinar tampak, dan sinar infra red.
Akan tetapi yang sering digunakan dan dijumpai adalah spektroskopi UV dengan prinsip kerja melewatkan sinar putih pada medium yang berwarna, maka sebagian warna akn terserap. Media yang berbeda akan menyerap sinar dengan panjang gelombang yang berbeda. Hal inilah yang digunakan untuk mengidentifikasi suatu materi (keberadaan ionlogam). Dimana besarnya penyerapan tergantung konsentrasi materi. Lalu spectrometer kan menghitung banyaknya sinar yang terserap oleh berbagai senyawa yang dilewati spectrum UV.
Spektroskopi sinar infra red. Radiasi infra merah melewati monokromator kemudian berkas radiasi ini dipantulkan oleh cermin-cermin dan akhirnya ditangkap oleh detektor. Detektor pada spektrofotometer infra merah merupakan alat yang bisa mengukur atau mendeteksi energi radiasi akibat pengaruh panas. Energi radiasi inframerah akan menyebabkan terjadinya pemanasan pada salah satu kawat detector, bisa berupa thermocouple atau bolometer dan panasnya ini sebanding dengan perbedaan gaya gerak listrik (emf) yang dihasilkan dari kedua kawat. Signal yang dihasilkan dari detektor kernudian direkam sebagai spektrum infra merah yang berbentuk puncak-puncak absorpsi. Spektrum infra merah ini menunjukkan hubungan antara absorpsi dan frekuensi atau bilangan gelombang atau panjang gelombang.
b.Amplitudo getaran makroskopik, disebut spektroskopi fotoakustik. Yaitu suatu gelombang elektromagnetik (misal cahaya laser) sebagai sumber radiasi dengan intensitas termodulasi dilewatkan pada sel fotoakustik yang berisi molekul-molekul gas penyerap. Bila molekul-molekul gas menyerap energi foton, maka molekul gas yang menduduki tingkat energi dasar E0 akan tereksitasi ke tingkat energi yang lebih tinggi E1. Molekul-molekul gas pada keadaan tereksitasi adalah tidak stabil dan cenderung akan kembali ke keadaan stabil (tingkat energi dasar) dengan melepaskan energi melalui proses de-eksitasi. non radiasi ini terjadi benturan antar molekul sehingga memungkinkan terjadinya pemanasan medium di dalam sel. Pada volume tetap pemanasan suhu ini mengakibatkan perubahan tekanan di dalam sel. Jika sumber radiasi yang datang pada gas cuplikan intensitasnya dimodulasi secara periodic maka akan didapatkan perubahan tekanan dalam sel secara periodik pula yang membangkitkan bunyi pada frekuensi yang sama dengan frekuensi radiasi termodulasi.
c.Energi kinetic dari partikel, disebut spektroskopi electron, merupakan satu teknis analisi untuk meempelajari struktur elektronik dan dinamik di dalam atom dan molekul.
d.Rasio massa partikel dan atom, disebut spektroskopi massa, adalah suatu instrument yang dapat menyeleksi gas bermuatan berdasarkan massa atau beratnya. Molekul-molekul ditembak dengan berkas elektron berenergi tinggi dan hasilnya direkam sebagai spektrum dari pecahan-pecahan ion bermuatan positif.
e. Berdasarkan signal radiasi elektromagnetik :
(a) spektroskopi absorpsi, pengukuran spektrum serapan cahaya dari suatu atom, molekul atau bahan .
(b) spektroskopi emisi, pengukuran spektrum frekuensi suatu sumber cahaya.
(c) spektroskopi scattering atau Raman. Teknik ini berdasarkan hamburan dari cahya monokromatik yang biasanya berasal dari laser yang menimbulkan efek Raman. Efek Raman merupakan frekuensi dari foton yang dipancarkan ulang dapat dinaikkan atau diturunkan terhadap frekuensi asli cahaya monokromatik. Perubahan ini memberikan informasi tentang getaran, rotasi dan transisi frekuensi rendah yang lain pada molekul.
(d) spektroskopi fluoresensi. Fluoresensi spektroskopi menggunakan foton energi yang lebih tinggi untuk merangsang sampel, yang kemudian akan memancarkan foton energi yang lebih rendah.
3.Contoh aplikasi sistem fotonika dengan prinsip spektroskopi, antara lain:
a.Analisa Struktur Kristal “Spektroskopi difraksi sinar-X (X-ray difraction/XRD)”
Difraksi Sinar X merupakan teknik yang digunakan dalam karakteristik material untuk mendapatkan informasi tentang ukuran atom dari material kristal maupun nonkristal. Difraksi tergantung pada struktur kristal dan panjang gelombangnya. Jika panjang gelombang jauh lebih dari pada ukuran atom atau konstanta kisi kristal maka tidak akan terjadi peristiwa difraksi karena sinar akan dipantulkan sedangkan jika panjang gelombangnya mendekati atau lebih kecil dari ukuran atom atau kristal maka akan terjadi peristiwa difraksi. Ukuran atom dalam orde angstrom (Å) maka supaya terjadi peristiwa difraksi maka panjang gelombang dari sinar yang melalui kristal harus dalam orde angstrom (Å). Metode yang digunakan dslam menentukan struktur Kristal dengan difraksi sinar – x ini terdiri dari metode Kristal tunggal dan metode serbuk. Pada metoda kristal tunggal, sebuah kristal yang berkualitas baik diletakkan sedemikian rupa sehingga dapat berotasi pada salah satu sumbu kristalnya. Ketika kristal itu diputar pada salah satu sumbu putar, seberkas sinar X monokromatik dipancarkan ke arah kristal. Jika seberkas sinar-X di jatuhkan pada sampel kristal, maka bidang kristal itu akan membiaskan sinar-X yang memiliki panjang gelombang sama dengan jarak antar kisi dalam kristal tersebut. Sinar yang dibiaskan akan ditangkap oleh detektor kemudian diterjemahkan sebagai sebuah puncak difraksi. Makin banyak bidang kristal yang terdapat dalam sampel, makin kuat intensitas pembiasan yang dihasilkannya. Tiap puncak yang muncul pada pola XRD mewakili satu bidang kristal yang memiliki orientasi tertentu dalam sumbu tiga dimensi. Puncak-puncak yang didapatkan dari data pengukuran ini kemudian dicocokkan dengan standar difraksi sinar-X untuk hampir semua jenis material. Standar ini disebut JCPDS (Joint Committee Powder Diffractionn Standard)
b.Kedokteran
NIRS (Near Near-infrared Spectroscopy) merupakan satu teknik spektroskopi yang menggunakan wilayah panjang gelombang inframerah pada spektrum elektromagnetik (sekitar 800 sampai 2500 nm). Dikatakan “inframerah dekat” (IMD) karena wilayah ini berada di dekat wilayah gelombang merah yang tampak. umum dipakai dalam diagnostik medis, terutama dalam pengukuran kadar oksigen darah, atau juga kadar gula darah. Meskipun bukan teknik yang sangat sensitif, NIRS “tidak menakutkan” pasien/subjek karena tidak memerlukan pengambilan sampel (non-invasif) dan dilakukan langsung dengan menempelkan sensor di permukaan kulit. Teknik ini juga dipakai dalam pengukuran dinamika perubahan senyawa tertentu dalam suatu organ, misalnya perubahan kadar hemoglobin di suatu bagian otak akibat aktivitas saraf tertentu. Dalam penggunaan fisiologis semacam ini, NIRS dapat dikombinasi dengan teknik lain, seperti MRI atau CT-scan.
c.Ilmu pangan dan kimia pertanian
Spektroskopi menggunakan NIRS dalam bidang ini disukai karena tidak memerlukan persiapan sampel yang rumit. Selain itu, seringkali sampel bisa digunakan lagi untuk keperluan lain; misalnya, benih bisa langsung ditanam setelah diukur kandungan asam lemaknya. Instrumentasi NIRS yang berkembang pesat dengan dengan penggunaan komputer membuat alat ini populer. Walaupun demikian, kalibrasi NIRS sangat kritis dalam bidang ini mengingat bahan sampel mengandung campuran berbagai macam zat. Proses adjustment dalam analisis untuk menghasilkan informasi dapat memberikan nilai-nilai yang kurang akurat.
Subscribe to:
Posts (Atom)