BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

Transkripsi

1 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Dewasa ini, laser banyak sekali digunakan untuk berbagai aplikasi. Antara lain ialah pada bidang industri, kedokteran, militer, optik dan berbagai aplikasi interaksi laser dengan material. Misalnya proses interaksi laser dengan material meliputi pemesinan, pemotongan (cutting), penandaan (marking), pemanasan (heat treatment), pelelehan (melting), ablasi, dan lainnya. Selain proses-proses diatas, laser yang diinteraksikan dengan material kaitannya juga menuju ke dalam bidang spektroskopi. Spektroskopi ialah ilmu yang mempelajari materi dan atributnya berdasarkan cahaya, suara atau partikel yang dipancarkan, diserap atau dipantulkan oleh materi tersebut. Spektroskopi juga dapat didefinisikan sebagai ilmu yang mempelajari interaksi antara cahaya dan materi. Dalam catatan sejarah, spektroskopi mengacu kepada cabang ilmu dimana cahaya tampak digunakan dalam teori-teori struktur materi serta analisis kualitatif dan kuantitatif. Dalam masa modern, definisi spektroskopi berkembang seiring teknik-teknik baru yang dikembangkan untuk memanfaatkan tidak hanya cahaya tampak, tetapi juga bentuk lain dari radiasi elektromagnetik dan non-elektromagnetik seperti gelombang mikro, gelombang radio, elektron, fonon, gelombang suara, sinar X dan lain sebagainya. Spektroskopi sendiri berkaitan dengan salah satu kebutuhan penting dari bidang ilmu pengetahuan saat ini karena hampir semua teknologi berkeinginan untuk mengamati fenomena atom dalam orde atau detik. Laser merupakan salah satu alternatif dalam menjawab tantangan teknologi pada zaman ini. Sampai saat ini telah dikembangkan berbagai teknik untuk perlakuan permukaan material dengan menggunakan laser. Proses ini disebut dengan laser prosessing materials. Laser yang merupakan alat yang menghasilkan dan memperkuat

2 radiasi koheren pada frekuensi-frekuensi di daerah inframerah, cahaya tampak (visible light) atau daerah ultraviolet dari spektrum eletromagnetik. Ketika radiasi elektromagnetik berinteraksi dengan material, beberapa radiasi direfleksikan, beberapa diserap dan beberapa ditransmisikan. Ketika laser berinteraksi dengan material, ada proses termal (dipengaruhi transfer panas) dan proses atermal (dipengaruhi oleh perubahan skala atom), pelelehan (melting) dan penguapan (vaporization). Sangat diharapkan material yang di interaksikan dengan laser akan menghasilkan ablasi yang bersih dengan tingkat kerusakan minimal akibat panas, shock-affected-zone, debris (bekas) atau recast. Oleh sebab itu, interaksi laser dengan material sangat bermanfaat untuk mengindentifikasi sifat fisik dari material yang diinteraksikan berdasarkan hasil interaksinya (crater). Sehingga ketika material digunakan dalam suatu aplikasi interaksi laser, misalnya sebagai pemotong material (cutting), sudah dapat diketahui parameter laser yang yang tepat untuk suatu material tersebut. Misalnya batas daya laser yang dapat digunakan dalam suatu material pada acrylic atau material lainnya dengan ketebalan tertentu. Terlebih dahulu diketahui batas daya atau energi laser yang mamapu berinterkasi dengan bahan acrylic. Dengan mengetahui parameter laser yang tepat pada suatu material tertentu, akan mengurangi kerugian akibat kerusakan pada saat interaksi. Misalnya, tingginya debris yang dihasilkan. Jika suatu material yang di interaksikan dengan laser tingkat debrisnya sangat tinggi, maka akan menyebabkan kerugian akibat sebagian dari bagian material tersebut rusak akibat berinteraksi dengan panas laser. Untuk memecahkan masalah ini, maka diadakan sebuah penelitian untuk melihat interaksi laser karbondioksida (CO 2 ) dan laser DPSS (diode pump solid state) kontinyu dengan berbagai material. Sehingga melalui penelitian ini, diharapkan akan diketahui bagaimana interaksi laser CO 2 ataupun DPSS terhadap material dengan menganalisis crater yang dihasilkan. Hasil penelitian ini akan menjadi acuan penggunaan laser dan mempelajari interaksi laser dengan material.

3 1.2 Rumusan Masalah Permasalahan yang akan diselesaikan adalah bagaimana interaksi laser karbondioksida (CO 2 ) dan laser DPSS kontinyu dengan berbagai material dan crater yang dihasilkan dengan perincian perumusan masalah adalah sebagai berikut : 1. Bagaimana kestabilan daya laser CO 2 dan laser DPSS kontinyu 2. Menganalisa pengaruh daya, jarak dan durasi (waktu) laser CO 2 dan DPSS saat berinteraksi dengan material (plastik, silicon rubber, metal dan acrylic) dengan melihat bentuk crater yang dihasilkan 3. Bagaimana ukuran diameter crater hasil interaksi laser CO 2 dan laser DPSS kontinyu pada keadaan fokus dan defokus laser 1.3 Batasan Masalah Untuk membatasi masalah-masalah yang ada maka pada Tugas Akhir ini penulis membatasi ruang lingkup masalah sebagai berikut: 1. Bahan yang akan digunakan adalah silicon rubber, plastik, acrylic dan metal (alumunium) 2. Laser yang digunakan dalam penelitian ini adalah laser CO 2 dan laser DPSS kontinyu 3. Penganalisaan dengan mikroskop dan camera CCD 4. Program yang digunakan optilab dan image raster 1.4 Tujuan Penelitian Adapun tujuan dari penelitian ini adalah : 1. Mengetahui bagaimana pengaruh kestabilan daya laser CO 2 kontinyu dan laser DPSS kontinyu terhadap hasil interaksi dengan material 2. Melihat hasil crater melalui software optilab dan image raster 3. Mengetahui bagaimana pengaruh waktu, jarak dan parameter yang lainnya terhadap hasil crater laser

4 1.5 Manfaat Penelitian Adapun manfaat yang diperoleh dari penelitian ini adalah : 1. Sebagai dasar pengetahuan bagaimana proses interaksi laser terhadap material yang menjadi salah satu aplikasi laser yang paling banyak digunakan dalam berbagai bidang kehidupan 2. Sebagai dasar bidang spektroskopi dengan menggunakan laser CO 2 dan laser DPSS kontinyu untuk mengidentifikasi hasil interaksi dengan berbagai material 1.6 Sistematika Penulisan Untuk mempermudah pembahasan dan pemahaman skripsi ini maka penulis membuat sistematika penulisan. Adapun sistematika penulisan skripsi ini adalah sebagai berikut: BAB I. PENDAHULUAN Bab ini berisikan gambaran umum tentang penulisan skripsi ini, seperti hal-hal yang melatarbelakangi penulisan skripsi ini, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian, dan sistematika penulisan. BAB II. TINJAUAN PUSTAKA Bab ini membahas tentang definisi-definisi dan teori-teori yang berkaitan dengan skripsi ini yang di ambil dari beberapa sumber, baik dari buku referensi maupun dari internet. BAB III. METODE PENELITIAN Bab ini membahas tentang perangkat dan sitem pengoprasian laser, prosedur interaksi laser dengan material, program-progam yang digunakan juga terdapat diagram blog, dan flowchart (diagram alir) penelitian.

5 BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN Bab ini dibahas tentang hasil yang didapatkan dan pengolahan data dari hasil pengujian. BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN Bab ini merupakan penutup yang meliputi kesimpulan dari pembahasan dan tujuan penelitian beserta saran sebagai acuan untuk dikembangkan pada penelitian yang akan datang.