Post on 29-Oct-2021
APLIKASI DIRECTIONAL DOUBLE COUPLER SERAT OPTIK MULTIMODE
SEBAGAI SENSOR KEMOLARAN LARUTAN NaCl
Retno Fatma Megawati (1109 100 035) Dosen Pembimbing : Drs. Gatut Yudoyono,M.T.
Pendahuluan
• Keunggulan serat optik • Sensor serat optik • Directional coupler dimanfaatkan sebagai
sensor pergeseran mikro (samian, 2008) dan getaran berbasis modulasi intensitas (Hariyanto, 2011)
• Pengembangan directional double coupler (rahayu, 2013)
Permasalahan • Bagaimana pembuatan directional double coupler hasil
fabrikasi sebagai sensor kemolaran? • Bagaimana pengujian directional double coupler hasil
fabrikasi sebagai sensor kemolaran?
Tujuan Membuat dan mengujikan directional double coupler dari serat
optik step-index multimode tipe FD-620-10 hasil fabrikasi sebagai sensor kemolaran
Serat Optik Serat Optik adalah pandu gelombang dielektrik
yang terbuat dari bahan silica atau plastik yang berbentuk silinder
Berdasarkan Struktur Indek Bias dan Moda yang Terpandu pada Serat Optik
Step-Index
Step-Index
Singlemode
Multimode
Gradded-Index Multimode
Pemanduan Cahaya dalam Serat Optik
Prinsip Total Internal Reflection (pemantulan dalam total). Proses terjadinya pemantulan dalam total bergantung pada sudut kritis
== −
1
21sinnn
ci θθ
Directional Coupler • DC dibuat dari serat optik singlemode maupun
multimode dengan cara menggabungkan (fused) kedua buah serat optik yang telah dilukai dengan panjang daerah interaksi dan lebar gap yang sama
• Jika dilewatkan sumber cahaya, maka cahaya akan ter-couple atau tergandeng dari serat optik satu ke serat optik yang lain
Parameter Directional Coupler
Desain Jumlah Port
CR (%)
Toleransi CR
Le (dB)
2 x 2 Single Mode
2 0,5
2 - 15 %
2 0,25 0,007 - 1
2 0,1
2 x 2 Multimo
de
2 0,5
5 – 10 %
< 1 2 0,25
2 0,1 2 0,063
Coupling ratio (CR) adalah proporsi perbandingan antara daya input terhadap masing-masing daya output Excess loss (Le) adalah rugi daya total 22
2
AB
B
PPP
CR+
=
+−=
1A
BAe P
PPlog10L 22
Rugi Daya dalam Serat Optik
Pembengkokan
Microbending Macrobending
Hamburan
Rugi Daya akibat Gelombang Evanescent
saat sinar menjalar pada serat optik, sebagian gelombang akan terserap kedalam cladding dan energi gelombang menghilang secara eksponensial.
dp
−=
pz d
zEE exp0
( ) 22sin2 nnd p
−=
θπλ
Semakin dalam penetrasi gelombang evanescent semakin kecil intensitas cahaya yang terpandu (ditransmisikan) pada serat optik
Hubungan antara Konsentrasi Larutan dengan Indek Bias
Ketika suatu zat dilarutkan pada
pelarut maka ada besaran-besaran fisis yang berubah yaitu
massa jenis / kerapatan, kekentalan,
tekanan uap, titik didih, dan titik beku
(Yunus, 1988)
ALAT DAN BAHAN Alat :
• Pengupas serat optik,
• Cutter, • Gelas ukur 500 ml, • Neraca digital, • Kapas, • Penjepit buaya, • Lem perekat, • Spatula • Kertas gosok
Alat : • Fiber Optic Sensor
BF5R-D1-N • Power Supply DC 12
Volt • Gelas ukur 250 ml.
Bahan : • NaCl 99,5% • Aquades • Alkohol 70% • Directional Double
Coupler (DDC) dari Optical Fiber Multimode FD-620-10 dengan panjang kopling 3,4 cm
Pembuatan Probe Sensor
Pembuatan Larutan NaCl
Pengujian sebagai Sensor Kemolaran
Pembuatan Probe Sensor
Karakterisasi DDC
Persiapan Alat dan Bahan
Pengupasan Jaket dengan lebar kupasan sesuai variasi
yang digunakan
Pemolesan dengan Alkohol 70 %
Karakterisasi
Pengupasan Jaket dengan lebar kupasan 1cm
Pengupasan Cladding
Pemolesan dengan Alkohol 70 %
Pengujian sebagai sensor kemolaran
Pembuatan Larutan NaCl
Persiapan Peralatan dan Bahan
Menimbang NaCl
Pelarutan NaCl dalam 150 ml Aquades
Larutan NaCl
Pengujian sebagai Sensor Kemolaran
Start
Pembuatan Probe Sensor + Pembuatan
Larutan NaCl
Pemasangan BF5R-D1-N sebagai Sumber Cahaya dan Detektor
Pengujian sensor dengan variasi kemolaran Larutan NaCl
Hasil
Data Hasil Karakterisasi Parameter DDC
Jenis DDC Input
Coupling Ratio (CR) (%)
Excess Loss (Le) (dB)
BF5R-D1-N (1)
BF5R-D1-N (2)
BF5R-D1-N (1)
BF5R-D1-N (2)
DDC 1
A1 0,479 0,531 0,1461 0,1489 A2 0,478 0,471 0,1219 0,1259 B1 0,481 0,484 0,1416 0,1380 B2 0,492 0,488 0,1448 0,1407
DDC 2
A1 0,490 0,474 0,1365 0,1692 A2 0,478 0,439 0,1181 0,1148 B1 0,491 0,471 0,1384 0,1081 B2 0,481 0,492 0,1200 0,1478
Pengujian sensor saat pengupasan jaket pada DDC
050
100150200250300350400450
0 2 4 6
Day
a K
elua
ran
(a.u
)
Konsentrasi (M)
0,5 cm1 cm2 cm2,5 cm
Normalisasi Hasil Pengujian sensor saat pengupasan jaket pada DDC
0.93
0.94
0.95
0.96
0.97
0.98
0.99
1
1.01
0 2 4 6
Day
a K
elua
ran
(a.u
)
Konsentrasi (M)
0,5 cm1 cm2 cm2,5 cm
Normalisasi Hasil Pengujian Sensor saat pengupasan jaket dan cladding pada DDC
0.910.920.930.940.950.960.970.980.99
11.01
0 2 4 6
Day
a K
elua
ran
(a.u
)
Konsentrasi ( M )
Pengupasan jaket danCladding panjang 1 cm
Hubungan Daya Keluaran dengan Konsentrasi Larutan pada sensor dengan daerah kupasan
jaket dan jaket-cladding sepanjang 1 cm
0.910.920.930.940.950.960.970.980.99
11.01
0 1 2 3 4 5 6
Day
a K
elua
ran
(a.u
)
Konsentrasi (M)
probe 1probe 2
KESIMPULAN • Sensor serat optik directional double coupler mampu
digunakan sebagai sensor kemolaran • Semakin besar konsentrasi larutan NaCl, semakin
besar pula rugi daya yang dideteksi • Semakin besar panjang kupasan jaket, semakin besar
pula rugi daya yang dideteksi • Respon probe sensor dengan daerah kupasan pada
jaket dan cladding lebih sensitif dibandingkan dengan probe sensor dengan daerah kupasan pada jaket
SARAN
• Variasi yang digunakan dalam penelitian ini dapat dikembangkan lagi, sehingga bisa mendapatkan daerah kerja sensor yang optimal.
TERIMA KASIH