Optical Waveguide berstruktur gabungan antara Loop dan Directional berbasis Mach Zehnder Interferometer

dokumen-dokumen yang mirip
Analisis Directional Coupler Sebagai Pembagi Daya untuk Mode TE

ANALISIS PANDU GELOMBANG Y-BRANCH MIRING KIRI DENGAN SISIPAN BAHAN TAK-LINIER PADA CLADDING UNTUK GERBANG LOGIKA X-OR SKRIPSI

DAFTAR ISI. LEMBAR PENGESAHAN. iii. LEMBAR PERSEMBAHAN... iv ABSTRAK... KATA PENGANTAR. vi. DAFTAR ISI ix. DAFTAR GAMBAR... xi BAB I PENDAHULUAN.

Karakteristik Serat Optik

OPTICAL MODULATOR. Faishol Nugraha Septiana Pamungkas I Made Santanu Wirayawan

ANALISA PROPAGASI GELOMBANG DALAM PANDU GELOMBANG OPTIK NONLINEAR DENGAN MEDAN SPATIAL SOLITONS

BAB V PERAMBATAN GELOMBANG OPTIK PADA MEDIUM NONLINIER KERR

BAB III DASAR DASAR GELOMBANG CAHAYA

Perancangan Sistem Pengukuran Konsentrasi Larutan Dengan Menggunakan Interferometer Michelson

BAB 3 RANCANG BANGUN EKSPERIMEN SISTEM INTERFEROMETER SAGNAC

KARAKTERISTIK PANDU GELOMBANG Y-BRANCH DENGAN TAPER DAN CLADDING BAHAN TAK LINIER UNTUK GERBANG LOGIKA X-OR SKRIPSI

SOLUSI EKSAK GELOMBANG SOLITON: PERSAMAAN SCHRODINGER NONLINEAR NONLOKAL (NNLS)

KARAKTERISTIK PANDU GELOMBANG Y-BRANCH DENGAN CLADDING BAHAN TAK-LINIER UNTUK GERBANG LOGIKA X-OR SKRIPSI. Oleh Ela Evi Novita NIM

MODUL 1 INTERFEROMETER DAN PRINSIP BABINET

INTERFEROMETER MACH ZEHNDER SEBAGAI SENSOR SERAT OPTIK

BAB 2 DASAR PERANCANGAN COUPLER. Gambar 2.1 Skema rangkaian directional coupler S S S S. ij ji

ANALISA RUGI DAYA MAKROBENDING SERAT OPTIK MODA TUNGGAL TERHADAP PENGARUH PEMBEBANAN DENGAN VARIASI JUMLAH DAN DIAMETER LILITAN

SIFAT OPTIS TAK-LINIER PADA MATERIAL KDP

Studi Awal Aplikasi Fiber coupler Sebagai Sensor Tekanan Gas

PERANCANGAN PENYEBARAN DAYA PADA SINGLE-MODE FIBER DENGAN MENGGUNAKAN BAHAN LITHIUM NIOBATE (LiNbO 3 ) DAN PARAFIN (C 20 H 42 )

FABRIKASI DAN KARAKTERISASI DIRECTIONAL SINGLE DAN DOUBLE COUPLER PADA BAHAN SERAT OPTIK PLASTIK STEP INDEX MULTIMODE TIPE FD

KARAKTERISASI FIBER BRAGG GRATING (FBG) TIPE UNIFORM DENGAN MODULASI AKUSTIK MENGGUNAKAN METODE TRANSFER MATRIK

Interferometer Michelson

Pengukuran Panjang Koherensi Menggunakan Interferometer Michelson

Kumpulan Soal Fisika Dasar II.

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

APLIKASI DIRECTIONAL COUPLER DAN DOUBLE COUPLER SEBAGAI SENSOR PERGESERAN BERDIMENSI MIKRO

PENINGKATAN UNJUK KERJA PEMBAGI DAYA OPTIK BERBASIS STRUKTUR MULTIMODE INTERFERENCE (MMI) DENGAN MENGGUNAKAN PEMANDU GELOMBANG JENIS TAPER

Gambar dibawah memperlihatkan sebuah image dari mineral Beryl (kiri) dan enzim Rubisco (kanan) yang ditembak dengan menggunakan sinar X.

ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga BAB I PENDAHULUAN. gelombang cahaya yang terbuat dari bahan silica glass atau plastik yang

BAB II PEMBAHASAN. Gambar 2.1 Lenturan Gelombang yang Melalui Celah Sempit

PEMECAH GELOMBANG BERUPA SERANGKAIAN BALOK

HANDOUT FISIKA KELAS XII (UNTUK KALANGAN SENDIRI) GELOMBANG CAHAYA

Xpedia Fisika. Optika Fisis - Soal

2015 DESAIN DAN OPTIMASI FREKUENSI SENSOR LINGKUNGAN BERBASIS PEMANDU GELOMBANG INTERFEROMETER MACH ZEHNDER

BAB 4 EVALUASI DAN ANALISA DATA

BAB II. Landasan Teori

K.S.O TRANSMITTING LIGHTS ON FIBER.

BAB III CROSSTALK PADA JARINGAN DWDM. (tersaring). Sebagian kecil dari daya optik yang seharusnya berakhir di saluran

Sifat gelombang elektromagnetik. Pantulan (Refleksi) Pembiasan (Refraksi) Pembelokan (Difraksi) Hamburan (Scattering) P o l a r i s a s i

A. PENGERTIAN difraksi Difraksi

KATA PENGANTAR. Kupang, September Tim Penyusun

Kompetensi. 1.Mahasiswa mampu menentukan perbedaan fasa antara dua buah gelombang. 2.Mahasiswa mampu menentukan pola gelap-terang hasil interferensi.

BAB III WAVEGUIDE. Gambar 3.1 bumbung gelombang persegi dan lingkaran

BAB IV PERANCANGAN DAN REALISASI FILTER

Penentuan Nilai Panjang Koherensi Laser Menggunakan Interferometer Michelson

Gelombang FIS 3 A. PENDAHULUAN C. GELOMBANG BERJALAN B. ISTILAH GELOMBANG. θ = 2π ( t T + x λ ) Δφ = x GELOMBANG. materi78.co.nr

BAB GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK

ANALISIS KARAKTERISTIK RING RESONATOR TUNGGAL DENGAN MENGGUNAKAN PMF (POLARIZATION MAINTAINING FIBER) UNTUK DIAPLIKASIKAN SEBAGAI FILTER OPTIK

FABRIKASI DAN KARAKTERISASI DIRECTIONAL COUPLER KONFIGURASI 3 3 SUSUNAN SEGITIGA BERBAHAN SERAT OPTIK PLASTIK STEP INDEX MULTIMODE TIPE FD

JURNAL SAINS DAN SENI ITS Vol. 4, No.2, (2015) ( X Print) B-38

Key words : external electrics field, non-linear optics, polarization, polarization angle

BAB III METODE PENELITIAN

Fabrikasi Dan Karakterisasi Directional Coupler Sebagai Devais Pembagi Daya

Antiremed Kelas 12 Fisika

JURNAL SAINS DAN SENI ITS Vol.6, No.1, (2017) ( X Print) B-9

Rancang Bangun Directional Coupler Konfigurasi 3x3 Planar Step Index Multimode Fiber Optic sebagai Sensor Kemolaran dan ph

Interferensi Cahaya. Agus Suroso Fisika Teoretik Energi Tinggi dan Instrumentasi, Institut Teknologi Bandung

Fabrikasi Directional Coupler Serat Optik Multimode

EL2005 Elektronika PR#02

DAN KONSENTRASI SAMPEL

Antiremed Kelas 12 Fisika

POWER LAUNCHING. Ref : Keiser

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

SEMINAR TUGAS AKHIR. Yasin Agung Sahodo PEMBIMBING Prof. Dr. rer. nat Agus Rubiyanto, M. Eng. Sc.

Dikumpulkan pada Hari Sabtu, tanggal 27 Februari 2016 Jam di N107, berupa copy file, bukan file asli.

PENGUKURAN DI LABORATORIUM (POLARIMETRI)

Untai Elektrik I. Metode Analisis. Dr. Iwan Setyawan. Fakultas Teknik Universitas Kristen Satya Wacana. Untai 1. I. Setyawan. Metode Arus Cabang

BAB II LANDASAN TEORI

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

SISTEM KOMUNIKASI SERAT OPTIK

POWER LAUNCHING. Ref : Keiser. Fakultas Teknik Elektro 1

PEMANFAATAN PENGUKURAN REDAMAN SERAT OPTIK MENGGUNAKAN OTDR UNTUK MENDETEKSI KADAR GLUKOSA DALAM AIR

Polarisasi. Dede Djuhana Departemen Fisika FMIPA-UI 0-0

SIMULASI FIBER COUPLER KOMBINASI SERAT MODA TUNGGAL DAN SERAT KISI BRAGG UNTUK KOMPONEN SENSOR OPTIK

Prosiding SNFA (Seminar Nasional Fisika dan Aplikasinya) 2017 E-ISSN: / P-ISSN

BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Masalah

Eksperimen Michelson Morley pada Media Non-vakum Rira Nurmaida dan Nuri Trianti Program Studi Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam ITB

BAB III METODELOGI PENELITIAN

ANALISIS PENGARUH PEMBENGKOKAN PADA ALAT UKUR TINGKAT KEKERUHAN AIR MENGGUNAKAN SISTEM SENSOR SERAT OPTIK

KISI DIFRAKSI (2016) Kisi Difraksi

BAB III METODE PENELITIAN. Mulyorejo Surabaya pada bulan Februari 2012 sampai bulan Juni 2012.

BAB III METODE PENELITIAN. karakterisasi tegangan keluaran detektor terhadap pergeseran cermin. Selanjutnya,

DASAR-DASAR OPTIKA. Dr. Ida Hamidah, M.Si. Oleh: JPTM FPTK UPI Prodi Pend. IPA SPs UPI

Soal SBMPTN Fisika - Kode Soal 121

Perancangan Sistem Pengukuran Konsentrasi Larutan Gula Dengan Menggunakan Interferometer Michelson

INTERFEROMETER DAN PRINSIP BABINET

Gambar 3. 1 Ilustrasi pemantulan spekuler (kiri) dan pemantulan difuse (kanan)

Ray Tracing S1 Teknik Informatika

KELAS XII FISIKA SMA KOLESE LOYOLA SEMARANG SMA KOLESE LOYOLA M1-1

Fisika Umum (MA-301) Getaran dan Gelombang Bunyi

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

Fisika Umum (MA-301) Topik hari ini: Getaran dan Gelombang Bunyi

BAB II TINJAUAN UMUM HUKUM-HUKUM OPTIK

A. LEMBAR IDENTITAS 1. Nama : 2. Nim : 3. Kelas : Geotermal IIA 4. Jurusan/Prodi : Fisika Geotermal 5. Kelompok : 1 6. Judul Percobaan : Indeks Bias

ANALISIS SUDUT PUTAR JENIS PADA SAMPEL LARUTAN SUKROSA MENGGUNAKAN PORTABLE BRIX METER

BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN

KOMPONEN-KOMPONEN ELEKTRONIKA

PERANCANGAN ALAT UKUR TSS (TOTAL SUSPENDED SOLID) AIR MENGGUNAKAN SENSOR SERAT OPTIK SECARA REAL TIME

Perancangan Sensor Kebakaran (Asap) Menggunakan Serat Optik Plastik

Transkripsi:

TUGAS AKHIR FISIKA 2013 Optical Waveguide berstruktur gabungan antara Loop dan Directional berbasis Mach Zehnder Interferometer Wina Indra Lavina, Yono Hadi Pramono M.Eng Jurusan Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam ITS, Surabaya 60111, INDONESIA 1 TA WINA (2013)

Latar Belakang Perkembangan teknologi Integrasi Optoelektronik sirkuit Struktur Pandu Gelombang memiliki fungsi masing masing Kombinasi struktur dan fungsi Pandu gelombang akan memberikan efek elekto-optik pada bahan linear Propagasi gelombang dalam struktur ini dianalisa dengan metode simulasi beda hingga FDBPM Metode ini berhasil menganalisa propagasi pada banyak struktur. (Pramono,2000)(Asnawi,2003)(Fifin,2004)(mutmainnah 2006) 2

Penelitian ini: Optical Waveguide berstruktur gabungan antara Loop dan Directional berbasis Mach Zehnder Interferometer Asnawi (2004) ANALISIS PANDU GELOMBANG MODEL INTERFEROMETER MACH ZEHDER DENGAN BAHAN SISISPAN BAHAN TAK LINEAR UNTUK GERBANG LOGIKA NOT MUTMAINNAH (2006) KARAKTERISTIK PANDU GELOMBANG OPTIS KOMBINASI LARIK DAN Y-BRANCH DENGAN CLADDING BAHAN TAK LINEAR UNTUK GERBANG LOGIKA X-OR WINA INDRA LAVINA(2012) Optical Waveguide berstruktur gabungan antara Loop dan Directional berbasis Mach Zehnder Interferometer 3

Permasalahan 1. Bagaimana pengaruh pemberian input kontrol berupa pandu gelobang lurus terhadap salah satu lengan pandu gelombang Mach Zehnder Interferometer (MZI) 2. Bagaimana karakteristik daya keluaran terhadap fungsi gap pada pandu gelombang gabungan loop dan directional berbasis Mach Zehnder Interferometer (MZI). 4

Tujuan 1. Mengetahui pengaruh pemberian input kontrol berupa pandu gelobang lurus pada salah satu lengan pandu gelombang Mach Zehnder Interferometer (MZI) 2. Mengetahui Pengaruh gap pada daya keluaran pandu gelombang gabungan loop dan directional berbasis Mach Zehnder Interferometer (MZI). 5

Batasan Masalah Gelombang optik yang dianalisa adalah TE nol (m=0) Pandu Gelombang MZI adalah pandu gelombang berbahan linear dan berstruktur slab, dimana tidak ada variasi indeks bias pada arah sumbu y Refleksi pada gelombang masukan dan keluaran diabaikan 6

Pandu Gelombang Optik Pandu Gelombang berdasar bahan Bahan linear Bahan non linear Pandu gelombang berdasar indeks bias kover dan substrat symetris Asymetris

Perambatan Moda TE pada Pandu Gelombang Slab Moda TE (Transverse Electric) komponen medan listriknya tegak lurus terhadap bidang datang dan tidak mempunyai komponen medan listrik pada arah propagasi (nilai E X, = 0, E z = 0 dan H y = 0),. Diasumsikan pula bahwa tidak ada variasi indeks bias pada arah sumbu y 2 E x 2 y E y 2 2 2 n k 0

Mach Zehnder Interferometer Pada saat pandu gelombang MZI diberi berkas cahaya laser maka terbagi menjadi dua bagian, masing masing menjalar pada pandu gelombang yang identik dan akan bertemu kembali pada titik percabangan. Cahaya yang terpandu melalui kedua tangkai interferometer mempunyai fasa sama dan tidak berubah

Metodologi Penelitian Setup Parameter β,α, nf, ns, lebar film pandu (w), panjang divais (dl) Perancangan Pandu Gelombang Y- Branching Perancangan Struktur Pandu Gelombang Machzehnder Interferometer Perancangan Struktur Pandu Gelombang Gabungan Loop dan Directional Kalkulasi Numerik FD-BPM Refrac dan Distribusi Intensitas 10 SFA 2013 (Linda Silvia)

Perancangan Y-Branching Tabel 3.1 Parameter Pandu Gelombang Y-Branching dl3 dl2 dl1 θ Gambar 3.1 Struktur Pandu GelombangY-Branching Parameter Nilai Koefisien Linear 0 Indeks Bias Film 1,492 Indeks Bias Substrat 1,490 Panjang dl1 300 Panjang dl2 200 Panjang dl3 600 β/k 0 pada moda TE 0 1,490994035834437 3 Lebar Pandu w 6 Panjang Gelombang 1,32 θ (teta) 0,859

Perancangan Mach Zehnder Interferometer dl7 dl6 dl5 dl4 dl3 dl2 dl1 Tabel 3.2 Parameter Struktur Pandu Gelombang MZI Parameter Nilai Koefisien Linear 0 Indeks Bias Film 1,492 Indeks Bias Substrat 1,490 Panjang dl1 300 Panjang dl2 200 Panjang dl3 600 Panjang dl4 100 Panjang dl5 600 Panjang dl6 200 Panjang dl7 100 β/k 0 pada moda TE 0 1,4909940358344373 Lebar Pandu w 6 Panjang Gelombang 1,32 θ (teta) 0,859 Gambar 3.2 Struktur Pandu Gelombang MZI

Perancangan Pandu Gelombang Loop dan Directional dl7 Tabel 3.3 Parameter Struktur Pandu Gelombang Gabungan Loop dan Directional dl6 dl5 dl4 dl3 dl2 dl1 Gambar 3.3 Struktur Pandu Gelombang Gabungan Loop dan Directional Parameter Nilai Koefisien Linear 0 Indeks Bias Film 1,492 Indeks Bias Substrat 1,490 Panjang dl1 300 Panjang dl2 200 Panjang dl3 600 Panjang dl4 100 Panjang dl5 600 Panjang dl6 200 Panjang dl7 600 β/k 0 pada moda TE 0 1,4909940358344 373 Lebar Pandu w 6 Panjang Gelombang 1,32 θ (teta) 0,859

Diagram Alir Penelitian Studi Literatur Mulai Setting Parameter Mencari β untuk moda TE terhadap lebar pandu gelombang Open file untuk data output Do ik =1,ndd Input file Parameter Nilai x 0,05 µm y 1 µm α 0 Kalkulasi input Iterasi dengan FD-BPM Output data field dan refrac Kalkulasi daya output Output Daya Selesai 14 SFA 2013 (Linda Silvia)

Konstanta Propagasi β β/ko Lebar pandu gelombang 15 SFA 2013 (Linda Silvia)

Hasil dan Analisa 4.2 Hasil dan Analisa Perancangan Pandu Gelombang Y-Branching Daya keluaran lengan kiri P1 1yout dan lengan kanan P 2yout yaitu 0,0344 W/m dan 0,0345 W/m Kehilangan daya sebesar 3,096 % dan pada lengan kanan sebesar 2,813 % Gambar 4.2 Distribusi Intensitas Y-Branching satu masukan SFA 2013 (Linda Silvia) 16

Hasil dan Analisa 4.3 Hasil dan Analisa Perancangan Pandu Gelombang MZI Daya pada bagian keluaran P MZI out pada dl7 yaitu 0,057 W/m dengan input P MZI in mula mula 0,071. kehilangan daya pada pandu gelombang MZI ini adalah 19,71%. Gambar 4.2 Distribusi Intensitas Mach Zehnder Interferometer SFA 2013 (Linda Silvia) 17

Pandu Gelombang loop dan directional Fenomena ini terjadi karena terjadi coupling daya dari lengan sebelah kanan MZI mulai dari dl4 ke pandu gelombang lurus tanpa daya dengan satu input daya 4.3 Hasil dan Analisa Pandu Gelombang Loop dan Directional Satu Input

Hasil dan Analisa 4.3 Hasil dan Analisa Pandu Gelombang Loop dan Directional Satu Input 0.07 untuk gap kurang dari 1,3 µm P 2out mendominasi keluaran dengan nilai optimal pada gap sekitar 2 µm. Sedangkan untuk gap lebih dari 1,3 µm, P 1out mendominasi keluaran perlahan lahan mendekati keadaan semula daya keluaran (W/m) 0.06 0.05 0.04 0.03 0.02 0.01 0 P 1out p 2out 0 2 4 6 8 10 12 Gap (µm) Gambar 4.4 Karakteristik Daya Keluaran sebagai Fungsi Gap SFA 2013 (Linda Silvia) 19

Superposisi gelombang dalam lengan MZI sepanjang dl4 dengan pandu gelombang lurus menghasilkan nilai daya keluaran kecil pada P 1out dan besar pada P 2out Terjadinya Coupling daya akibat Superposisi moda tinggi dan moda nol yang mengakibatkan circle pada kedua pandu gelombang Gambar 4.8 Perambatan Intensitas cahaya Laser pada saat Gap

Perambatan intensitas yang menghasilkan nilai kedua keluaran sama besar yang diakibatkan superposisi kedua lengan menjadi berkurang sehingga keluaran dari MZI (P 1out ) menjadi besar Gambar 4.9 Perambatan Intensitas cahaya Laser pada saat Gap 1,4 µm

Nilai keluaran pada P 1out menjadi optimum sedangkan pada P 2out menjadi minimum. pandu gelombang lurus medan optik terkopling saat mencapai dl4 yang ditunjukkan intensitas optimum bewarna kuning pada dl4 hingga dl7 Panjang kopling dl4 menjadi sangat penting peranannya dalam perolehan jumlah putaran optimal dan minimal antara kedua output. Jika dl4 hanya satu panjang kopling maka putaran optimal minimal hanya sekali terjadi Gambar 4.10 Perambatan Intensitas cahaya Laser pada saat Gap 3,8

jarak gap 20 µm lebih hampir tidak ada superposisi yang terjadi antara pandu gelombang MZI dengan pandu gelombang lurus. Dalam hal ini MZI tetap sefase karena tidak terpengaruh oleh gelombang dari pandu gelombang lurus Gambar 4.11 Perambatan Intensitas cahaya Laser pada saat Gap 14 µm Gambar 4.12 Perambatan Intensitas cahaya Laser pada saat Gap 20 µm

Hasil dan Analisa 4.3 Hasil dan Analisa Pandu Gelombang Loop dan Directional Terlihat dalam gambar bahwa untuk gap kurang dari 1,4 µm P 2out mendominasi keluaran dengan nilai optimal pada gap sekitar 0-0,1 µm. Sedangkan untuk gap lebih dari 1,4 µm, P 1out mendominasi keluaran dengan nilai optimal pada saat gap dari 3,8 µm. Daya Keluaran (W/m) 0.11 0.1 0.09 0.08 0.07 0.06 0.05 0.04 0.03 0.02 0.01 0 P 1out P 2out 0 5 10 15 20 25 Gap (µm) Gambar 4.4 Karakteristik Daya Keluaran sebagai Fungsi Gap SFA 2013 (Linda Silvia) 24

Panjang kopling dl4 menjadi sangat penting peranannya dalam perolehan jumlah putaran optimal dan minimal antara kedua output. pada panjang kopling 400 µm. P 1out terjadi minimum dan P 2out terjadi maksimum sehingga sangat bermanfaat bila dikembangkan dalam switching daya optik dan hal ini yang menjadi dasar mengapa memilih panjang kopling 400 µm Daya Keluaran (W/m) Gambar 4.13 Pengaruh Panjang Kopling terhadap Daya Keluaran 0.11 0.1 p1out 400 0.09 0.08 p1out 200 0.07 p1out 100 0.06 0.05 0.04 0.03 0.02 0.01 0 0 5 10 15 20 25 Gap (µm)

Kesimpulan Dari penelitian yang telah dilakukan dapat disimpulkan: 1. Pemberian input kontrol berupa pandu gelobang lurus terhadap salah satu lengan pandu gelombang MZI dengan jarak dapat mempengaruhi fase pandu gelombang MZI maupun gelombang lurus. 2. Gap antara pandu gelombang MZI dan pandu gelombang lurus serta panjang kopling menjadi parameter penting yang menentukan keluaran yang ditunjukkan pada gambar 4.4 Diharapkan pandu gelombang ini dapat diaplikasikan untuk switch pada gerbang logika optik 26 TA 2013(Wina Lavina)

Thank you for your attention 27 SFA 2013 (Linda Silvia)