Serat Optik untuk Penyalur Cahaya


Dari artikel sebelumnya, Pakar Cahaya Terima Hadiah Nobel Fisika 2009 diberitakan bahwa hadiah Nobel 2009 di bidang fisika jatuh pada Charles K. Kao bersama dua ilmuwan lain. Kao dianugerahi karena prestasinya dalam penyaluran cahaya melalui serat optik untuk komunikasi. Sebenarnya sudah sejak tahun 1980-an serat optik digunakan untuk pengiriman sinyal. Berkat penemuannya, sinyal dalam bentuk cahaya kini dapat bergerak menempuh jarak yang lebih jauh melalui serat-serat optik halus. Cahaya yang dikirimkan itu bisa berupa gambar, teks atau percakapan telepon. Teknologi serat optik ini dilihat sebagai alternatif yang baik untuk menggantikan kawat tembaga yang semakin langka di dunia. Tetapi apakah sebenarnya serat optik tersebut?

Pantulan

Seandainya pembaca suka berenang dan menyelam ke dalam air, coba layangkan pandangan dari bawah air. Pada arah tegak lurus ke atas, langit beserta awan akan tampak (samar karena pandangan harus menembus air). Agak condong ke kiri atau ke kanan, secara samar juga terlihat pohon atau bangunan di tepi kolam renang. Tetapi jika pandangan lebih condong lagi, tamasya luar air tidak tampak sama sekali, terhalang oleh permukaan air yang mengkilat seperti cermin (lihat foto).

Gejala ini dikenal sebagai pantulan dalam total. Disebut “dalam” karena kejadiannya hanya mungkin di dalam bahan, misalnya jika melihat dari dalam air ke udara, atau jika menyorotkan cahaya dari dalam bongkahan gelas ke udara. Yang penting, bahan di luar (dalam contoh ini udara) harus lebih renggang, artinya indeks biasnya lebih rendah. Kemudian disebut “total” karena cahaya dipantulkan seluruhnya, sebanyak 100%. Ini berbeda dari cermin sehari-hari yang “hanya” memantulkan sekitar 90% cahaya.

Bayangkan sekarang satu batang gelas atau plastik yang bening (lihat gambar). Apabila kita memasukkan cahaya dengan sudut yang cukup condong terhadap dindingnya, akan terjadi pantulan dalam total, cahaya terpantul ke dinding seberang, terpantul lagi dan seterusnya, sehingga cahaya merambat di sepanjang batang.

Tetapi batang seperti itu rentan terhadap gangguan, misalnya jika dinding luar tergores atau kotor, yang pasti berpengaruh buruk pada pantulan. Oleh karena itu batang dibungkus dengan bahan lain yang lebih rendah indeks biasnya (lihat gambar). Keseluruhannya dibuat berdiameter kecil, sekitar 50-100 mikrometer. Ini antara lain supaya lebih kuat, karena bahan gelas sekecil serat mudah dilengkungkan, tidak lekas patah dibandingkan batang gelas sebesar pensil.

Ini mewujudkan apa yang dikenal sebagai serat optik. Bagian dalam yang dilalui cahaya disebut inti, sedangkan bungkusnya dinamai selubung.

Frekuensi

Dalam komunikasi, banyaknya informasi yang dapat dikirimkan tergantung pada frekuensi gelombang yang mengangkutnya. Jika informasi “hanya” berupa suara penyiar atau musik kualitas sedang, cukuplah memakai gelombang radio yang frekuensinya di sekitar 1 MHz (1 Megahertz = 1 juta getaran per detik). Tetapi jika harus membawa gambar, pemancar televisi harus bekerja pada frekuensi ratusan MHz.

Padahal cahaya mempunyai frekuensi yang sangat tinggi, antara 1013 dan 1014 Hertz. Mudah dipahami, betapa banyaknya informasi yang dapat dibawa. Ini merupakan keunggulan utama serat optik. Sebagai keunggulan lainnya, cahaya adalah sinyal optik, bukan elektronik. Sinyal elektronik dapat dipengaruhi oleh gangguan listrik, dapat disadap dengan menyolderkan seutas kawat pada kabel, dapat mengakibatkan panas atau bunga api listrik jika terjadi hubungan singkat. Sinyal optik tidak mengenal itu semua.

Dibantu oleh penemuan jenis-jenis laser dan komponen lain, jadilah serat optik suatu penyalur informasi yang ampuh dan terpercaya pada zaman sekarang.

sumber: http://netsains.com

About Dedy Kurniawan Setyoko

saya adalah lulusan fisika universitas airlangga, karena saya adalah seorang fisikawan, tentunya saya sangat menyukai dunia fisika. Dalam blog ini saya akan mengutarakan semua ide-ide saya. View all posts by Dedy Kurniawan Setyoko

2 responses to “Serat Optik untuk Penyalur Cahaya

  • riza_kasela

    gelombang di serat optik itu digital apa analog bang?

    • Dedy Kurniawan Setyoko

      bisa analog bisa digital bung.

      tergantung kita butuhnya apa, kalau buat transmisi sinyal suara ya pake analog aja cukup.
      kalau dipake buat transmisis data, misalnya data internet ya harus pake digital.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

%d bloggers like this: