DAYA LASER
1. TUJUAN
Adapun tujuan pada percobaan kali ini adalah untuk mengetahui daya dari suatu laser ketika ditembakkan ke sebuah bidang dari jarak yang berbeda.
2. DASAR TEORI
2.1 Pembangkitan Laser
Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation ( Laser) adalah sebuah alat yang menggunakan efek mekanika kuantum, pancaran terstimulasi, untuk menghasilkan sebuah cahaya yang koherens dari medium "lasing" yang dikontrol kemurnian, ukuran, dan bentuknya. Pengeluaran dari laser dapat berkelanjutan dan dengan amplituda-konstan (dikenal sebagai CW atau gelombang berkelanjutan), atau detak, dengan menggunak teknik Q-switching, modelocking, atau gain-switching. Dalam operasi detak, banyak daya puncak yang lebih tinggi dapat dicapai. Sebuah medium laser juga dapat berfungsi sebagai amplifier optikal ketika di-seed dengan cahaya dari sumber lainnya. Signal yang diperkuat dapat menjadi sangat mirip dengan signal input dalam istilah panjang gelombang, fase, dan polarisasi; Ini tentunya penting dalam komunikasi optikal. Kata kerja "lase" berarti memproduksi cahaya koherens, dan merupakan pembentukan-belakang dari istilah laser.
Absorpsi
Absorpsi adalah tereksitasinya elektron dari E1 ke E2 akibat penyerapan foton dengan energi hv > (E2 - E1). Contoh gejala : garis-garis hitam pada spektrum cahaya matahari absorpsi pada gas di sekeliling matahari.
Gambar 2.1 Absorpsi
Emisi Spontan
Emisi spontan adalah peluruhan elektron E2 ke E1 dimana pada proses ini terjadi dua proses yaitu emisi radiatif (memancarkan foton dengan energi = E2 - E1, dan emisi non radiatif ( tidak memancarkan foton).
Emisi spontan adalah peluruhan elektron E2 ke E1 dimana pada proses ini terjadi dua proses yaitu emisi radiatif (memancarkan foton dengan energi = E2 - E1, dan emisi non radiatif ( tidak memancarkan foton).
Gambar 2.2 Emisi spontan
Emisi Terstimulasi
Elektron yang sudah berada di E2 distimulasi oleh foton yang datang untuk meluruh ke E1 sehingga akan memperkuat energi cahaya yang datang. (Amplification by Stimulated Emission of Radiation).
Elektron yang sudah berada di E2 distimulasi oleh foton yang datang untuk meluruh ke E1 sehingga akan memperkuat energi cahaya yang datang. (Amplification by Stimulated Emission of Radiation).
Gambar 2.3 Emisi terstimulasi
2.2 Photodetector
Photo detector adalah elemen dalam dunia elektronika yang dalam system kerjanya berfungsi sebagai pendeteksi cahaya,dan mengubahnya menjadi besaran listrik,untuk kemudian dimanfaatkan sebagai suatu sensor dalam suatu system elektronika berikut adalah jenis dari photo detector berikut cara kerjanya dan pemanfaatannya adapun elemen photo detector yang sering dan umum di gunakan antara lain adalah opto coupler.
Macam-macam detektor :
- Photoresistor
- Photodioda
- Phototransistor
- Photovoltaic
Photo detector adalah elemen dalam dunia elektronika yang dalam system kerjanya berfungsi sebagai pendeteksi cahaya,dan mengubahnya menjadi besaran listrik,untuk kemudian dimanfaatkan sebagai suatu sensor dalam suatu system elektronika berikut adalah jenis dari photo detector berikut cara kerjanya dan pemanfaatannya adapun elemen photo detector yang sering dan umum di gunakan antara lain adalah opto coupler.
Macam-macam detektor :
- Photoresistor
- Photodioda
- Phototransistor
- Photovoltaic
2.2.1 Prinsip kerja Photodioda
Di bawah kondisi iluminasi, absorbsi foton di daerah deplesi membangkitkan pasangan elektron-hole (carrier). Carrier-carrier tersebut dibawa keluar oleh medan magnet dengan arah berlawanan dan menghasilkan photocurrent.Di bawah kondisi reverse bias tanpa ilumination, potensial barier meningkat sehingga menurunkan arus difusi.
Di bawah kondisi iluminasi, absorbsi foton di daerah deplesi membangkitkan pasangan elektron-hole (carrier). Carrier-carrier tersebut dibawa keluar oleh medan magnet dengan arah berlawanan dan menghasilkan photocurrent.Di bawah kondisi reverse bias tanpa ilumination, potensial barier meningkat sehingga menurunkan arus difusi.
Gambar 2.5 Skematik prinsip kerja photodioda
Dark current adalah arus yang melewati fotodioda tanpa sinyal optik input. Arus gelap termasuk fotocurrent diproduksi oleh radiasi background dan arus saturasi semikonduktorjunction. Arus gelap harus dihitung dengan kalibrasi jika fotodioda digunakan untuk proximity sensor secara linier (membutuhkan keakuratan).Kecepatan performansi dari pn junction diode dibatasi oleh:
• Kapasitansi (dihasilkan dari muatan-charge)
• Waktu yang diperlukan membawa carrier dari junction (waktu drift pada daerah deplesi)
• Waktu difusi carrier dekat daerah deplesi.
Kelebihan Phototodioda
1. Arus output sangat linear sebagai fungsi sinar datang
2. Respon spektral luas, panjang gelombang lebih panjang daripada material semikonduktor lain
3. Noise rendah
4. Biaya rendah
5. Tahan lama
6. Efisiensi kuantum tinggi, hingga 80%
7. Tidak membutuhkan tegangan tinggi
• Kapasitansi (dihasilkan dari muatan-charge)
• Waktu yang diperlukan membawa carrier dari junction (waktu drift pada daerah deplesi)
• Waktu difusi carrier dekat daerah deplesi.
Kelebihan Phototodioda
1. Arus output sangat linear sebagai fungsi sinar datang
2. Respon spektral luas, panjang gelombang lebih panjang daripada material semikonduktor lain
3. Noise rendah
4. Biaya rendah
5. Tahan lama
6. Efisiensi kuantum tinggi, hingga 80%
7. Tidak membutuhkan tegangan tinggi
Kekurangan Photodioda
1. Area kecil
2. Tidak ada penguatan internal (kecuali fotodioda avalenche).
1. Area kecil
2. Tidak ada penguatan internal (kecuali fotodioda avalenche).
3. METODOLOGI PERCOBAAN
3.1 Peralatan
Pada percobaan pertama, alat yang digunakan dalam praktikum ini adalah sebagai berikut: Layar Laser He-Ne Lux Meter Penggaris
3.3 Prosedur Percobaan
Adapun langkah – langkah dalam melakukan percobaan adalah sebagaiberikut.
Gambar 3.1 Prosedur percobaan
a. Merancang peralatan sesuai dengan gambar 3.1.
b. Mengaktifkan Laser He-Ne
c. Mengatur letak layar agar berkas laser tepat mengenai tengah layar
d. Atur jarak layar terhadap Laser He-Ne sebesar 50 cm, 75 cm, 100 cm, 125 cm, 150 cm, 175 cm,
200 cm.
e. Dari setiap jarak tersebut diukur intensitasnya menggunakan lux meter serta diukur diameter dari
berkas yang mengenai layar tersebut.
4. DATA PERCOBAAN
Perhitungan
Nilai daya laser diperoleh dri perhitungan menggunakan rumus 4.1 dan 4.2.
Nilai daya laser diperoleh dri perhitungan menggunakan rumus 4.1 dan 4.2.
Keterangan :
A = berkas luasan laser pada balok pembatas
r = jari-jari
P = daya laser
I = Intensitas laser
A = berkas luasan laser pada balok pembatas
r = jari-jari
P = daya laser
I = Intensitas laser
5. TUGAS KHUSUS
1. Jelaskan jenis dan aplikasi detektor foto!
2. Jelaskan 2 buah contoh aplikasi laser di bidang kedokteran!
Sumber:
Tidak ada komentar:
Posting Komentar