COURSE III : SUMBER OPTIK SISTEM KOMUNIKASI SERAT OPTIK

Overview Materi Tinjauan mengenai semikonduktor : pita energi LED LASER Perbandingan LED dan LASER

Beberapa karakteristik yang harus dipenuhi oleh sumber optik Ukuran dan konfigurasi kompatibel dengan cahaya yang dimasukkan ke dalam serat. Mempunyai akurasi yang tinggi dalam mengkonversi sinyal listrik untuk mengurangi distorsi dan derau. Cahaya yang dihasilkan berada pada panjang gelombang di mana serat mempunyai redaman dan dispersi rendah. Kemudahan dalam memodulasi sinyal. Cahaya yang dihasilkan harus dapat di-couple ke dalam serat dengan efisien agar menghasilkan daya optik yang cukup. Menghasilkan cahaya dengan lebar pita frekuensi yang cukup sempit untuk meminimumkan dispersi. Cukup stabil terhadap pengaruh luar. Mempunyai keandalan tinggi dan harga yang cukup murah

Pita Energi Untuk menentukan sifat elektrik bahan, apakah suatu benda termasuk isolator atau konduktor yang baik, ditentukan oleh pita konduksi dan pita valensi. Selisih antara pita konduksi dan pita valensi adalah Egap (band_gap energy).

Pita Energi (Cont..) Egap = h f = h . c/λ = 6,625 . 10-34 . 3 . 108 / 1,6 . 10-19 λ = 1,24/λ eV h = konstanta plank = 6,625 . 10-34 Joule c = 3 . 108 m/s 1 eV = 1,6 . 10-19 Joule λ dalam μm

Bahan-bahan Sumber Optik Singkatan Bandgap Energy (eV) Aluminium phosphide AlP 3,0 Aluminium arsenide AlAs 2,3 Gallium phospide GaP 2,25 Gallium arsenide GaAs 1,34 Aluminium antimonide AlSb 1,52 Indium phospide InP 1,27 Silicon Si 1,1 Germanium Ge 0,72 Gallium Antimonide GaSb 0,7

LED (Light Emiting Diode) LED merupakan diode semikonduktor yang memancarkan cahaya karena mekanisme emisi spontan LED mengubah besaran arus menjadi besaran intensitas cahaya Cahaya yang dipancarkan LED bersifat tidak koheren yang akan menyebabkan dispersi kromatik sehingga LED hanya cocok untuk transmisi data dengan bit rate yang rendah sampai sedang. Daya keluaran LED adalah -33 s.d. -10 dBm LED memiliki lebar spektral (spectral width) 30-50 nm pada panjang gelombang 850 nm dan 50-150 nm pada panjang gelombang 1300 nm

LED (Light Emiting Diode) (Cont..) Terdapat 2 jenis LED : Surface Emitting LED Edge Emitting LED Karakteristis Surface Emitting LED : Memerlukan bias maju Emisi cahaya melalui permukaan Daerah aktif berbentuk lingkaran dengan diameter 50 μm Tipe high radiance, radiasi keluaran dengan sudut pancar 180o Kemasan pigtail dengan serat optik langsung pada daerah aktif sepanjang 30 cm.

LED (Light Emiting Diode) (Cont..) Karakteristis Edge Emitting LED : Radiasi keluaran lebih terarah Spektrum pancaran berbentuk ellips, emisi cahaya ke arah samping atau ujung Memerlukan bias maju Lebar spektrum keluaran sudut paralel : 120o dan sudut yang tegak lurus = 25o – 35o. Panjang gelombang emisi puncak ditentukan oleh bahan yang digunakan dengan dopan yang ditambahkan. Dengan mengatur komposisi bahan dapat merubah harga Eg.

Energi Gap Berbagai Bahan LED

Karakteristik Penting LED Kurva daya optik keluaran terhadap arus Kecepatan respon atau rise time Bandwidth BW listrik = 0,35 GHz/tr ns. Biasanya harga rise time LED = 5 s.d. 250 ns.

LASER (Light Amplification by Stimulated Emmission of Radiation) Dioda laser merupakan diode semikonduktor yang memancarkan cahaya karena mekanisme pancaran/emisi terstimulasi (stimulated emission) Cahaya yang dipancarkan bersifat koheren Diode laser memiliki lebar spektral yang lebih sempit (s.d. 1 nm), sehingga disperi kromatik bisa ditekan. Diterapkan untuk transmisi data dengan bit rate tinggi Daya keluaran optik -12 s.d. +3 dBm. Kinerja (keluaran daya optik, panjang gelombang, umur) sangat dipengatuhi oleh temperature operasi.

Perbandingan LED dan LASER

Perbandingan LED dan LASER (Cont..)