Sabtu, 10 Maret 2012

Laser Industri

1. Tujuan Praktikum
1. Mengetahui peran laser di bidang industri
2. Menegetahui distribusi intensitas berdasarkan titik fokus lensa.

2. Dasar Teori
Laser (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) merupakan 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.

Jenis Laser
1. Berdasarkan bentuk fisik bahan aktif: laser zat padat, zat cair dan gas.
2. Bentuk khusus : laser elektron bebas (free- electron LASER) adalah bahan aktifnya terdiri dari
    elektron-elektron bebas dengan bergerak melewati susunan medan magnet yang periodik.
3. Berdasarkan panjang gelombang yang dipancarkan : UV laser, visible, infra-merah
4. Berdaskan durasi berkas cahaya: kontinu dan pulsa

Komponen Dasar dari LASER
Untuk membuat suatu osilator dari amplifier, maka diperlukan suatu feedback positif yang sesuai. Dalam kasus Laser, feedback diperoleh dengan menempatkan bahanaktif diantara dua cermin pemantul (reflecting mirrors), seperti cermin bidang yang sejajar.
 
Gambar skema lasing
Gelombang EM menjalar dalam arah yang tegak lurus dari cermin, sehingga terjadi pemantulan oleh kedua cermin, dan dikuatkan pada setiap lintasan melalui bahan aktif. Jika cermin-2 dibuat transparan sebagian, maka berkas cahaya output akan diperoleh dari cermin-2.
Agar terjadi emisi terstimulasi, maka harus ada inversi populasi.
1. Pada kesetimbangan termal, absorpsi lebih dominan daripada emisi terstimulasi, sehingga diharapkan akan terjadi inversi populasi. Namun kenyataannya tidak pernah terjadi (setidaknya pada kasus steady state).
2. Populasi inversi tidak akan pernah bisa dihasilkan oleh material dengan dua tingkatan energi (two-level).
3, Agar terjadi inversi populasi, maka harus dilakukan pada three-level atau four level
 
Gambar skema laser (a) three-level(b)four-level
Perbedaan tingkat tiga level dengan empat level adalah ketika pada level tiga cahaya masuk melewati pumping yang kemudian dilanjutkan ke fast decay dimana cahaya turun dan kekuatannya masih dalam taraf rendah. Kemudian setelah laser menuju ke bawah maka kecepatan cahayanya semakin cepat. Sedangkan pada tingkat empat level cahaya masuk melalui pumping yang kemudian dilanjutkan ke fast decay dimana kondisi ini menunjukkan bahwa cahaya yang akan turun ditahan lebih lama kemudian setelah selang beberapa waktu cahaya tersebut baru diturunkan menuju ke fast decay yang terakhir. Perbedaan dari level tiga dan empat ini terletak pada posisi fast decay.
Sifat Sinar Laser
a. Penyebaran kecil
b. Monokromatik
c. Kecerahan Tinggi
d. Koherensi tinggi

Klasifikasi Laser
Laser diklasifikasikan kedalam 4-kelas berdasarkan pada potensi kerusakan pada organ biologis.
1. Kelas I : Tidak berbahaya. 
2. Kelas I.A. : Laser ini tidak boleh langsung mengenai mata (scanner di supermarket). Batas atas
   dayanya 4.0 mW.
3. Kelas II : Laser cahaya tampak berdaya rendah. Daya maksimum 1 mW.
4. Kelas IIIA : Laser berdaya sedang (cw: 1-5 mW), yang hanya berbahaya jika mengenai mata 
   secara langsung. (contoh : laser pointer).
5. Kelas IIIB : Laser berdaya sedang.
6. Kelas IV : Laser berdaya tinggi (cw: 500 mW, pulsed: 10 J/cm2).

3. Prosedur percobaan

Alat yang digunakan dalam praktikum ini adalah sebagai berikut:
a. Dua buah lensa cembung besar dan kecil
b. Layar Putih
c. Laser He-Ne
d. Lux Meter
Prosedur dalam melakukan percobaan ini adalah sebagai berikut :
 
Gambar prosedur percobaan
1. Merancang Peralatan sesuai dengan gambar.
2.Menyalakan Laser He-Ne.
3. Mengatur letak lensa agar berkas laser tepat mengenai di tengah lensa.
4. Ukur besar Intensitas reflektansi dan Intensitas cahaya laser dengan 6 kali percobaan dimulai dari
    lensa kecil dan dilanjutkan dengan menggunakan lensa besar.

4. Data Percobaan
 Perhitungan
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

5. Tugas Khusus
1. Jelaskan jenis dan sifat-sifat laser
2. Jelaskan ukuran spot laser dititik fokus lensa, dan 2 buah aplikasi di industri

Sumber:

Tidak ada komentar:

Poskan Komentar