Sistem Komunikasi Serat Optik 9. Daya Keluaran (Power Launching)

Slides:



Advertisements
Presentasi serupa
CERMIN CERMIN DATAR CERMIN LENGKUNG CERMIN CEKUNG (+)
Advertisements

PEMBIASAN/REFRAKSI Pembiasan cahaya (refraksi) merupakan peristiwa pembelokkan jalannya cahaya pada bidang batas antara dua medium bening yang berbeda.
PEMBENTUKAN BAYANGAN PADA LENSA
CAHAYA 2.
Konsep dasar pembiasan Cahaya Pembiasan cahaya pada lensa tipis
GELOMBANG (2) TIM FISIKA.
CAHAYA.
Interferensi lapisan tipis dan cincin newton
Mata Pelajaran : Fisika (physics) Kelas : X Semester : genap
Pembiasan cahaya Pembiasan cahaya adalah pembelokan gelombang cahaya
CAHAYA.
CAHAYA ( OPTIKA GEOMETRIS ) Oleh : Annalisa Prastica Megawati
CAHAYA Fandi Susanto.
BERSAMA: AGNES KURNIYATI, S.Si
DASAR-DASAR OPTIKA Dr. Ida Hamidah, M.Si. Oleh: JPTM – FPTK UPI
Persamaan lensa tipis.
PARA MITTA PURBOSARI, M.Pd
PARA MITTA PURBOSARI, M.Pd
Serat Optik (optic fiber)
CAHAYA Cahaya adalah gelombang yang memindahkan tenaga tanpa perambatan massa. Cahaya merupakan gelombang elektromagnetik yang terdiri dari beberapa macam.
KELOMPOK X OPTIKA GEOMETRI GUNAWAN ( D )
Pertemuan Cahaya Pembiasan dan Dasar-Dasar Optik Geometri
LENSA DAN ALAT OPTIK PERTEMUAN 06-07(OFC)
SISTEM KOMUNIKASI SERAT OPTIK
OPTIKA GEOMETRI.
Bio Optik Gizi Eksekutif UEU 2012 Sesi 10 Anggota Kelompok:
CAHAYA CAHAYA.
Cahaya dan Optik Oleh Meli Muchlian, M.Si.
Tugas Mandiri 3 (P04) Kelompok
SISTEM KOMUNIKASI SERAT OPTIK
Penulis: Tuti Purwoningsih, S.Pd., M.Sc.
BAB 11 CAHAYA & ALAT OPTIK.
CAHAYA.
CAHAYA.
CAHAYA Fandi Susanto.
OPTIK GEOMETRI.
SISTEM KOMUNIKASI SERAT OPTIK
OPTIK Pertemuan 14.
Lensa dan Cermin Cermin Cekung Cermin Cembung Lensa Cekung
n1 2 Modul 13 Fisika Dasar II I. Pembiasan dan Pemantulan
Science Center Universitas Brawijaya
Cahaya dan Optik Oleh Meli Muchlian, M.Si.
CAHAYA dan OPTIK Fisika kelas 8
“PROPAGASI CAHAYA” TEKNIK KOMUNIKASI SERAT OPTIK
TUJUAN PEMBELAJARAN Kognitif Fungsi lup Bagian-bagian lup
INTERFERENSI Irnin Agustina D.A., M.Pd
Media Pembelajaran Interaktif
SELAMAT DATANG DI PRESENTASI NURUL MAULIDA
Pembiasan Lensa Ganda.
OPTIK Standar Kompetensi
PEMBIASAN CAHAYA r < i
Interferensi lapisan tipis dan cincin newton
1. Refleksi dan Refraksi Permukaan Datar
OPTIK.
Sifat Dan Perambatan Cahaya Optika Geometri
LENSA CEKUNG.
Difraksi celah tunggal, celah ganda, celah persegi , celah lingkaran, celah banyak, dan daya urai optik.
Optik Geometri Pemantulan.
CAHAYA.
Unversitas Esa Unggul CAHAYA DAN ALAT-ALAT OPTIK PERTEMUAN KE - VIII
Slide - XVIII Sistem Komunikasi Serat Optik
Sistem Komunikasi Serat Optik 13. Penerima Optik (Optical Receiver)
Sistem Komunikasi Serat Optik 16. Subscriber Loop (Lingkar Pelanggan)
Sistem Komunikasi Serat Optik 15. Komunikasi Koheren
Sistem Komunikasi Serat Optik 11. Photodetector
Sistem Komunikasi Serat Optik 12. Noise Photodetector
Sistem Komunikasi Serat Optik 19. Penguat Optik (Optical Amplifier)
Sistem Komunikasi Serat Optik 4. Manufaktur Fiber Optik
Sifat Cahaya Cahaya sebagai gelombang Cahaya dihasilkan dari getaran-listrik dan getaran magnet yang merambat sehingga cahaya merupakan gelombang elektromagnetik.
Sumber : pixabay.com/Manseok CAHAYA DAN ALAT OPTIK BAB 12.
Transcript presentasi:

Sistem Komunikasi Serat Optik 9. Daya Keluaran (Power Launching) Harry Ramza Pertemuan - 9 Sistem Komunikasi Serat Optik 9. Daya Keluaran (Power Launching) Harry Ramza Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Prof. Dr. HAMKA Program Studi T. Elektro, FT - UHAMKA Slide - IX Sistem Komunikasi Serat Optik Teknik Elektro FT - UHAMKA

Penyaluran daya optis dr sumber ke fiber : NA fiber Ukuran inti Profil indeks bias Beda indeks bias inti-kulit – Sumber : Ukuran Radiansi/brightness (daya yg diradiasikan pd satu satuan sudut ruang tiap satuan luas permukaan emisi [W/(Cm2.steradial)]) Distribusi daya angular Program Studi T. Elektro, FT - UHAMKA Slide - IX Sistem Komunikasi Serat Optik

Penyaluran daya dr sumber ke fiber Efisiensi gandengan, ukuran daya emisi sumber yg dpt digandeng ke fiber : PF : daya yg digandeng ke fiber PS : daya yg diemisikan oleh sumber Daya yg digandeng ke fiber radiansi → Parameter radiansi lebih penting dr daya keluaran total dlm efisiensi gandengan Program Studi T. Elektro, FT - UHAMKA Slide - IX Sistem Komunikasi Serat Optik

Sistem koordinat bola utk pencirian pola emisi sumber cahaya Pola Keluaran Sumber Sistem koordinat bola utk pencirian pola emisi sumber cahaya Program Studi T. Elektro, FT - UHAMKA Slide - IX Sistem Komunikasi Serat Optik

Slide - IX Sistem Komunikasi Serat Optik Pola Keluaran Sumber LED emisi permukaan memiliki pola keluaran lambertian yi sumber sama cerah jika dilihat dr setiap arah. Daerah proyeksi permukaan emisi bervariasi cos  thd arah penglihatan → daya dikirim pd sudut  bervariasi cos  (diukur relatif thd garis tegak lurus permukaan emisi). Pola radiansi sumber lambertian dan keluaran lateral dioda laser sangat terarah. Keduanya memiliki Bo normalisasi = 1 Program Studi T. Elektro, FT - UHAMKA Slide - IX Sistem Komunikasi Serat Optik

Slide - IX Sistem Komunikasi Serat Optik Pola Keluaran Sumber Pola emisi sumber lambertian : Bo : radiansi sepanjang garis tegak lurus thd permukaan emisi. LED emisi ujung dan laser memiliki pola emisi yg lebih komplek. Perangkat tsb memiliki radiansi berbeda pd bidang sejajar B(,0) dan bidang tegak lurus B(,90) thd bidang emisi. Radiansi dpt didekati dng formula umum : L : koefisien distribusi daya lateral (bil asli) L = 1 → lambertian T : koefisien distribusi daya transversal (bil asli) T : umumnya jauh lebih besar dr L (laser L > 100) Program Studi T. Elektro, FT - UHAMKA Slide - IX Sistem Komunikasi Serat Optik

Slide - IX Sistem Komunikasi Serat Optik Contoh Dioda laser memiliki HPBW 2 = 100 pada arah lateral ( = 00) Hitung L Berarti : sin  = 0 dan cos  = 1 Shg → B( =50,  =00) = = B0(cos 50)L = ½ Bo Jadi : L = log 0,5/log(cos 50) = log 0,5/log 0,9962 = 182 Program Studi T. Elektro, FT - UHAMKA Slide - IX Sistem Komunikasi Serat Optik

Perhitungan Gandengan Daya Gambar sumber optik digandeng ke fiber optik. Daya diluar sudut penerimaan akan loss/hilang Program Studi T. Elektro, FT - UHAMKA Slide - IX Sistem Komunikasi Serat Optik

Slide - IX Sistem Komunikasi Serat Optik Serat Step Index Daya diteruskan ke fiber : PLED,step = Ps (NA)2 rs a PLED,step = (a/rs)2 Ps (NA)2 rs > a Ps = 2 rs2 B0 Dimana, rs : jari-jari daerah aktif (Cm); B0 : daya optik yang diradiasikan tegak lurus terhadap permukaan emisi (W/(cm2.sr)); sr : steradian NA : numerical aperture serat optik a : jari-jari inti serat (Cm). Program Studi T. Elektro, FT - UHAMKA Slide - IX Sistem Komunikasi Serat Optik

Slide - IX Sistem Komunikasi Serat Optik Contoh LED , rs = 35 m, pola emisi lambertian pd arah aksial 150 W/(Cm2.sr) Fiber step index 1 : a1 = 25 ìm, NA = 0,20 Fiber step index 2 : a2 = 50 ìm, NA = 0,20 Bandingkan daya di gandeng oleh kedua fiber tsb. Program Studi T. Elektro, FT - UHAMKA Slide - IX Sistem Komunikasi Serat Optik

Slide - IX Sistem Komunikasi Serat Optik Serat Graded Index Jika indeks bias medium n berbeda dgn indeks bias inti n1, daya digandeng ke fiber berkurang dgn faktor : R : faktor koefisien refleksi Fresnell di permukaan ujung fiber Program Studi T. Elektro, FT - UHAMKA Slide - IX Sistem Komunikasi Serat Optik

Gandengan Daya Thd Panjang Gelombang Daya optk yg digandeng ke fiber tidak tergantung pd panjang gelombang tetapi hanya brightness/radiansi. Pd fiber optik MM, jumlah modus yg menjalar : Daya diradiasikan setiap modus PS/M, dr sumber pd suatu panjang gelombang tertentu : Dr kedua pers tsb, dua sumber dengan panjang gelombang berbeda tetapi memiliki radiansi yg sama menghasilkan gandengan ke fiber sama besarnya. Program Studi T. Elektro, FT - UHAMKA Slide - IX Sistem Komunikasi Serat Optik

Slide - IX Sistem Komunikasi Serat Optik Keseimbangan NA Suatu sumber sering dilengkapi dgn flylead. NAfly = NAf dan afly = af → loss gandengan kecil. Beberapa puluh meter pertama modus tak merambat dlm fiber → terjadi excess power loss : – LED emisi permukaan terpengaruh efek tsb – Laser kurang terpengaruh. Modus yg menjalar terjadi keseimbangan setelah beberapa puluh meter (sekitar 50 m) Daya di ttk keseimbangan : - P50 : daya diharapkan pd ttk 50 m berdasar launch NA (NAin) Program Studi T. Elektro, FT - UHAMKA Slide - IX Sistem Komunikasi Serat Optik

Contoh perubahan NA sbg fungsi panjang fiber Keseimbangan NA Contoh perubahan NA sbg fungsi panjang fiber Program Studi T. Elektro, FT - UHAMKA Slide - IX Sistem Komunikasi Serat Optik

Peningkatan Gandengan Jika luas permukaan sumber > luas inti fiber → daya dpt dpt digandeng maksimum. Jika luas permukaan sumber < luas inti fiber → utk meningkatkan efisiensi perlu dipasang lensa mini yg diletakkan diantara sumber dan fiber. Fungsi lensa mini utk (seolah-olah) memperbesar daerah emisi sumber shg sepadan dng daerah permukaan inti fiber. Jika faktor pembesaran daerah emisi M → daya yg digandeng ke fiber akan meningkat dgn faktor yg sama. Masalah dlm penggunaan lensa → kesulitan pabrikasi dan penanganannya (taper ended fiber) Program Studi T. Elektro, FT - UHAMKA Slide - IX Sistem Komunikasi Serat Optik

Slide - IX Sistem Komunikasi Serat Optik Beberapa Skema Pelensaan Yang Mungkin Utk Peingkatan Efisiensi Gandengan Sumber Ke Fiber Program Studi T. Elektro, FT - UHAMKA Slide - IX Sistem Komunikasi Serat Optik

Microsphere Tanpa Bayangan Asumsi : Lensa bulat memiliki indeks bias n 2,0 Media celah udara (n’ = 1) Daerah emisi lingkaran Permukaan pengemisi terletak di fokus lensa Lensa gaussian : s : jarak sumber dr pusat lensa q : jarak bayangan dr pusat lensa n : indeks bias lensa n’ : indeks bias media celah r : jari-jari kelengkungan lensa Program Studi T. Elektro, FT - UHAMKA Slide - IX Sistem Komunikasi Serat Optik

LED Dgn Lensa Microsphere Program Studi T. Elektro, FT - UHAMKA Slide - IX Sistem Komunikasi Serat Optik

Microsphere Tanpa Bayangan Konvensi : - Cahaya menjalar dr kiri ke kanan - Jarak objek diukur ke kiri → positip, kekanan → negatip - Jarak bayangan ke kanan → positip, kekiri → negatip - Semua permukaan cembung dilihat dr sumber memiliki jari-jari kelengkungan positip dan permukaan cekung → jari-jari negatip Dengan q = ~, n = 2.0; n’ = 1 dan r = - RL maka diperoleh: S = f = 2 RL Berarti fokus terletak di ttk A. Berarti fokus terletak di ttk A. Menempatkan LED di dekat permukaan lensa, perbesaran daerah emisi M : Program Studi T. Elektro, FT - UHAMKA Slide - IX Sistem Komunikasi Serat Optik

Slide - IX Sistem Komunikasi Serat Optik Daya dpt di gandeng ke fiber dgn sudut penerimaan penuh 2 : PS : daya keluaran total sumber tanpa lensa Efisiensi gandengan maksimum : Program Studi T. Elektro, FT - UHAMKA Slide - IX Sistem Komunikasi Serat Optik

Slide - IX Sistem Komunikasi Serat Optik Program Studi T. Elektro, FT - UHAMKA Slide - IX Sistem Komunikasi Serat Optik

Gandengan Dioda Laser - Fiber Darihasil pengukuran Laser memiliki pola emisi dgn Full Width at Half Maximum (FWHM) : – Bidang tegak lurus : 30 – 500 – Bidang sejajar : 5 – 100 – Near field sejajar : 3 – 9 m Distribusi keluaran angular > sudut penerimaan fiber dan daerah emisi << luas penampang inti fiber → dpt digunakan lensa bulat, silindris atau fiber taper utk meningkatkan efisiensi. Program Studi T. Elektro, FT - UHAMKA Slide - IX Sistem Komunikasi Serat Optik

Slide - IX Sistem Komunikasi Serat Optik Fiber collimator Pigtail Collimator Program Studi T. Elektro, FT - UHAMKA Slide - IX Sistem Komunikasi Serat Optik

Slide - IX Sistem Komunikasi Serat Optik Sekian Program Studi T. Elektro, FT - UHAMKA Slide - IX Sistem Komunikasi Serat Optik