1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah

Media komunikasi digital pada dasarnya ada tiga macam yaitu, tembaga,

udara dan kaca. Tembaga sebagai media komunikasi sejak lama, yang telah

berevolusi dari penghantar listrik menjadi penghantar elektromagnetik yang

membawa pesan, suara, gambar dan data digital. Berkembangnya teknologi

frekuensi radio menambah alternatif lain media komunikasi, yang disebut dengan

nirkabel atau wireless, sebuah komunikasi dengan udara sebagai penghantarnya.

Tahun 1980-an dikenalkan suatu media komunikasi yang sekarang menjadi tulang

punggung komunikasi dunia, yaitu serat optik. Sebuah media yang memanfaatkan

pulsa cahaya dalam sebuah ruang kaca berbentuk kabel (Hendriyana, 2006).

Teknologi penyaluran informasi melalui serat optik memiliki banyak

kelebihan dibandingkan 2 sistem komunikasi di atas. Beberapa kelebihan sistem

komunikasi menggunakan serat optik diantaranya adalah serat optik mampu

membawa arus informasi dalam jumlah besar dengan jarak jauh dengan loss

rendah dan juga sistem komunikasi ini lebih fleksibel, lebar pita frekuensi

( bandwidth ) yang lebar, murah, tidak mudah terbakar, redaman yang rendah,

tidak mengalirkan arus listrik, tidak terganggu gelombang elektromagnet, lebih

tipis dan sinyal degradasi yang kecil. Dari beberapa kelebihan ini, serat optik

menjadi pilihan utama untuk menggantikan media informasi yang lain (Tim

Elektron HME-ITB, 2000).

Serat optik juga mempunyai beberapa kelemahan, beberapa diantaranya

adalah sulitnya membuat terminal pada kabel serat, penyambungan serat harus

menggunakan teknik dan ketelitian yang tinggi. Selain itu, cahaya mengalami

pelebaran dan pelemahan, yang disebabkan karena ketidakmurnian bahan serat,

yang menyerap serta menyebarkan cahaya. Dalam instalasi sebuah sistem

transmisi serat optik, akan ditemui beberapa kesulitan diantaranya adalah pada

saat membagi sinyal yang dibawa dan mempertahankan intensitasnya. Kesulitan

2

pembagian sinar dapat diatasi dengan penggunaan splitter yang biasanya

berbentuk planar waveguide, dengan adanya splitter ini maka satu input akan

menjadi dua atau lebih output. Persoalan mempertahankan intensitas dapat diatasi

dengan pembuatan penguatan pembangkit kabel. Penguatan dapat dilakukan

dengan dua cara yaitu menggunakan perangkat elektronik dan tanpa

menggunakan perangkat elektronik. Penguatan menggunakan perangkat

elektronik harus mengubah gelombang pembawa (laser) menjadi sinyal listrik

kemudian dikuatkan dengan rangkaian penguat elektronik lalu diubah kembali

menjadi laser. Sedangkan penguatan tanpa perangkat elektronik dapat berupa fiber

atau planar waveguide.

Penguat optik berbentuk planar mempunyai ukuran yang lebih kecil

sehigga lebih murah dan efisien. Pada penelitian ini dibuat pemandu gelombang

berbentuk plat (planar waveguide) yang bersifat pasif dengan menggunakan kaca

sode-lime. Pada penelitian ini digunakan kaca soda-lime dikarenakan kaca ini

mudah diperoleh di Indonesia dan harganya relatif murah.

Pemandu gelombang (waveguide) dapat dibuat dengan beberapa cara.

Diantaranya adalah metode sputtering, Chemical vapor deposition, Sol gel

coating, implantasi ion dan pertukaran ion (ion exchange) . Metode yang paling

umum dipakai untuk pembuatan waveguide adalah pertukaran ion. Alasannya

adalah karena metode ini lebih efisien, fleksibel dan mampu diproduksi secara

massal serta teknik ini relatif sederhana dan tidak memerlukan teknologi yang

rumit (Salavcova, 2004). Dalam penelitian ini, peneliti akan menggunakan metode

pertukaran ion K+ dari leburan garam KNO3 dengan ion Na+ yang berada di dalam

kaca soda-lime. Karakterisasi yang dilakukan berupa pengukuran indeks bias kaca

soda-lime sebelum dan sesudah pertukaran ion, besarnya transmitansi, dan

menentukan jumlah mode gelombang yang dapat dijalarkan pada lapisan tipis

yang terbentuk dengan menggunakan metode prisma kopling .

3

1.2 Perumusan Masalah

Penampilan sifat optik waveguide dipengaruhi distribusi indeks bias.

Distribusi indeks bias tersebut dipengaruhi oleh konsentrasi ion pendifusi dalam

subtratnya. Fabrikasi waveguide ini mengacu pada persamaan:

Dt

xerfcCc

40

(1.1)

Dt

xerfcnnxn s

2.)(

(1.2)

T

CCD 2

1 exp(1.3)

Dalam eksperimen ini diketahui pengaruh parameter fabrikasi (waktu, dan

konsentrasi KNO3 dalam leburan terhadap penampilan optik). Suhu yang dipakai

adalah 3050C untuk konsentrasi 50 % mol KNO3 serta 3350C untuk konsentrasi

70 % mol KNO3. Waktu yang dipakai 25 menit, 100 menit, 225 menit, 400 menit,

625 menit dan 900 menit.

1.3 Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut :

1. Memperoleh lapisan tipis hasil pertukaran ion K+ - Na+ sebagai bahan

pemandu gelombang.

2. Mengetahui pengaruh lamanya waktu pendifusian dan konsentrasi

terhadap perubahan indeks bias.

3. Menentukan dan mengetahui pengaruh lamanya waktu pendifusian dan

konsentrasi terhadap transmitansi.

4. Menentukan jumlah mode gelombang yang dapat dijalarkan pada

lapisan tipis yang terbentuk dengan menggunakan metode prisma

kopling.

5. Menentukan kedalaman lapisan tipis akibat pertukaran ion K+-Na+.

4

1.4 Manfaat Penelitian

Hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan manfaat sebagai berikut:

1. Penelitian ini dapat memberikan informasi tentang penumbuhan

lapisan tipis dengan metode pertukaran ion (ion exchage).

2. Penelitian ini dapat memberikan informasi mengenai sifat optik dari

lapisan kaca soda-lime yang didifusi dengan KNO3-NaNO3.

5

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Kaca

Kaca adalah benda padat amorf yang mempunyai range keteraturan yang

pendek dan saat didinginkan atau dipanaskan menunjukkan adanya gejala kaca

transisi. Leburan material akan menjadi material padat berupa kristal atau kaca

jika leburan tersebut didinginkan (Gambar 2.1). Struktur material yang terbentuk

tergantung pada proses laju pendinginan. Jika leburan material didinginkan

dengan laju pendinginan lambat maka akan terbentuk suatu material dengan

struktur atom yang teratur yang bersifat stabil dan mempunyai volume yang relatif

kecil dan enthalphy yang relatif kecil, yaitu kristal. Namun apabila laju

pendinginan dilakukan secara cepat maka terbentuk material yang struktur

atomnya tidak teratur (Gambar 2.2) yang bersifat metastabil dan mempunyai

volume dan enthalpy yang relatif besar yaitu kaca (Shelby, 1997).

Gambar 2.1 Laju pendinginan Leburan material (Shelby, 1997)

Fast cooled

Slow cooled Phase transition:solid-to-liquid

Crystalline solid

glassSupercooling gradual solidi-fication

Time

temperatur

Tmelt

6

(a) (b)

Gambar 2.2. Contoh perbedaan antara struktur kristal dengan kaca. (a) Struktur

kristal SiO4

(b) Struktur kaca SiO4

(Shelby, 1997).

Proses pembentukan kaca berdasarkan laju pendinginan terbagi menjadi

dua jenis, yaitu laju pendinginan cepat (fast cooled glass) dan laju pendinginan

lambat (slow cooled glass) (Gambar 2.3). Kaca yang terbentuk dengan laju

pendinginan cepat memilki stuktur atom yang sangat tidak teratur dan memiliki

volume atau enthalpy yang besar. Kaca hasil pendinginan lambat akan memiliki

struktur atom yang lebih teratur daripada pendinginan cepat, namun masih bersifat

amorf dan memiliki volume atau entalphy yang lebih kecil.

Gambar 2.3. Pengaruh temperatur terhadap pembentukan kaca .

(a) Pengaruh temperatur tehadap enthalpy kaca (Shelby, 1997).

(b) Pengaruh temperatur terhadap volume kaca(Almeida, 2005).

(a) (b)

Liquidsupercooled

Slow cooled Glass

Temperature

Glass Transformation Range

Fast cooled Glass

Tfslow Tfast Tm

enthalpy

Tfslow Tfast

enthalpy

Liquid

supercooled

Fast cooled

Melting point

TemperatureXm

7

Pembentukan kaca yang terjadi ketika leburan didinginkan menunjukkan

adanya gejala kaca transisi. Kaca transisi merupakan peristiwa perubahan fase

suatu material diantara fase liquid dan padat. Setiap material ketika dipanaskan

memiliki titik lebur (melting point) yang berbeda. Kaca yang dipanaskan sebelum

mencapai titik lebur, terjadi keadaan seperti karet yang disebut dengan rubbery.

Temperatur dimana kaca berubah menjadi keadaan rubbery disebut suhu transisi

kaca (Tg) (Gambar 2.3). Besarnya suhu transisi kaca (Tg) mendekati 2/3 dari suhu

titik leburnya (Tm) (Almeida, 2005).

2.2 Pertukaran Ion (Ion Exchange)

Metode pertukaran ion adalah salah satu metode untuk membuat pandu

gelombang. Prinsip dasar metode pertukaran ion adalah adanya proses difusi ion.

Difusi ion adalah pergerakan secara acak dari ion-ion lincah pada medium

pendifusi dan terdifusi. Pergerakan ini ditujukan untuk mencapai suatu titik

kesetimbangan diantara kedua medium tersebut. Dalam metode pertukaran ion

terlebih dahulu menentukan titik lebur (melting point) dari suatu bahan yang akan

digunakan sehingga pada prose difusi dapat berjalan dengan baik. Gambar (2.4)

menunjukkan titik lebur (melting point) dari KNO3-NaNO3.

Gambar 2.4. Diagram fase KNO3-NaNO3 .

8

Proses pertukaran ion terjadi ketika ion-ion yang mudah bergerak pada

kaca, biasanya Na+ didesak oleh ion-ion yang ukurannya lebih besar atau ion-ion

yang tingkat polarisabilitasnya lebih tinggi. Contoh ion-ion yang

polarisabilitasnya lebih tinggi dari Na+ yaitu Ag+, K+, Cs+, dan Tl+ . Akibatnya,

indeks bias kaca akan meningkat. Perubahan indeks bias ini dapat dimanfaatkan

sebagai pandu gelombang. Pertukaran ion ini merupakan proses yang berkaitan

dengan suhu. Terkadang medan listrik digunakan untuk mempercepat proses

pertukaran ion. Biasanya ion-ion yang dimasukkan ke dalam kaca berasal dari

leburan garam. Tetapi pada pertukaran ion dengan bantuan medan listrik, lapisan

logam juga digunakan sebagai sumber ion (Najafi, 1992). Tabel 2.1 menunjukkan

beberapa garam pendifusi yang digunakan dalam proses pertukaran ion.

Tabel 2.1. Ion-ion yang umumnya digunakan dalam pertukaran ion. rA dan rB

adalah jari-jari ion dengan satuan Anstrom (Ǻ). Polarisability (α)

dengan satuan Ǻ3 (Yliniemi, 2007).

Salt ion

(A)

Glass ion

(B)

rA/rB αA/αB

Li Na 0.69 0.07

K Na 1.35 3.2

Rb K 1.12 1.5

Cs K 1.24 2.5

Tl Na 1.55 12.7

Tl K 1.12 3.9

Ag Na 1.33 5.6

Proses pertukaran ion ini berlangsung sampai fluks dari kedua ion ini akan

identik dan sampai terjadi kesetimbangan kinetik. Kesetimbangan kinetik antara

ion pendiffusi pada leburan garam dengan ion terdifusi pada kaca dapat dijelaskan

pada Persamaan (2.1).

9

BA AB (2.1)

Keterangan:

A+ : ion pendiffususian pada leburan garam

B+ : ion terdifusi pada kaca

Pertukaran ion dapat digunakan untuk membentuk lapisan tipis pada

permukaan kaca. Dimana proses pertukaran ion ini, akan meningkatkan indeks

bias permukaan kaca. Perbedaan indeks bias ini digunakan untuk memandu

cahaya pada planar waveguide. Hasil dari penumbuhan lapisan tipis berbentuk

graded index (Gambar 2.5). Indeks biasnya menurun dari permukaan lapisan tipis

sampai kedalaman tertentu indeks biasnya sama dengan indeks bias substrat

(Gambar 2.6).

Gambar 2.5.a Substrat sebelum pertukaran ion, b. Substrat setelah pertukaran ion

Gambar 2.6. Profil indeks bias dari pemandu gelombang yang terdifusi dengan

garam potassium nitrat pada suhu 4000C selama 2 jam (Najafi, 1992)

Proses pertukaran ion sangat bergantung pada konsentrasi suatu titik dan

lama proses pertukaran ion. Hubungan antara konsentrasi pada suatu titik berubah

hx

a. b.

10

terhadap waktu yang dapat dijelaskan dengan Hukum Fiks II yaitu Persamaan 2.2

(Najafi, 1992):

x

cD

xt

c (2.2)

Bila koefisien difusi tidak tergantung dengan komposisi maka,

2

2

x

cD

t

c

(2.3)

Dengan mengacu pada syarat batas untuk suatu proses difusi,

C(x,0)=0 (2.4)

C(0,t)=C0

Sehingga diperoleh Persamaan 2.5,berikut:

Dt

xerfcCtxC o

2, (2.5)

Dengan error function adalah

dtezerfcz

t

22

(2.6)

Pertukaran ion dapat terjadi apabila terdapat jarak antar ion-ion di dalam

bahan. Oleh karena itu, agar terdapat jarak antar ion maka pertukaran ion ini

dilakukan pada suhu yang tinggi. Pada kaca ion-ion yang mudah bergerak adalah

Na+, sedangkan pada ion pendifusi (biasanya berasal dari garam) harus memiliki

ukuran atom yang lebih besar agar dapat meningkatkan indeks bias pada lapisan

tipis yang dibentuk, misalnya Ag+, K+, Cs+, dan Tl+ . Namun demikian, tidak

semua bahan dapat digunakan sebagai pendifusi. Syarat agar dapat terjadi

pertukaran ion adalah tp TT , dimana Tp adalah titik lebur pendifusi dan Tt

adalah titik lebur terdifusi. Sehingga perlu diperhatikan titik lebur garam yang

akan digunakan untuk mendifusi. Titik lebur dari beberapa garam pendifusi yang

sering digunakan dalam proses pertukaran ion dapat ditunjukkan pada Tabel 2.2.

11

Tabel 2.2. Titik lebur dri beberapa garam dalam proses pertukaran ion

(Najafi, 1992)

Garam Titik Lebur (oC)

AgNO3

AgCl

NaNO3

KNO3

KNO3-AgNO3 (37:63 % mol)

LiSO4-K2SO4

KNO3-NaNO3 (50:50 % mol)

KNO3-Ca(NO3)2 (36:66 % mol)

TlNO3

CsNO3

CsCl

CsNO3-CsCl

RbNO3

212

455

307

334

132

512

220

150

206

414

646

405

310

2.3 Indeks Bias

Indeks bias didefinisikan sebagai perbandingan kecepatan perambatan

cahaya pada ruang hampa terhadap kecepatan perambatan cahaya pada suatu

materi seperti dirumuskan dalam Persamaan 2.7.

n

cv

v

cn (2.7)

Dimana:

c : kecepatan perambatan cahaya pada ruang hampa.

v : Kecepatan perambatan cahaya pada suatu materi.

n : Indeks bias materi yang dilalui berkas cahaya.

Sudut bias bergantung pada laju cahaya pada kedua media dan pada sudut

datang. Hubungan analitis antara sudut datang dan sudut bias dikenal sebagai

Hukum Snell.

12

Bila cahaya datang memasuki medium dengan indeks bias lebih besar

maka berkas cahaya dibelokkan mendekati garis normal. Sebaliknya bila cahaya

datang memasuki medium dengan indeks bias lebih kecil maka berkas cahaya

dibelokkan menjauhi garis normal. Pada sudut datang tertentu, sudut biasnya akan

900. Sudut datang dimana hal ini terjadi disebut sudut kritis, θc. Dari Hukum

Snell, θc dinyatakan dengan:

1

20

1

2 90sin2sinn

n

n

nc (2.8)

Perubahan indeks bias pada pertukaran ion dikarenakan adanya perbedaan

ukuran ion dan perbedaan polarisabilitas ion (Yliniemi, 2007). Hal ini berdasarkan

pada persamaan Lorentz-Lorentz (Persamaan 2.9)

2

1

4

32

2

n

n

N (2.9)

Dimana, α : polarisabilitas bahan

N : jumlah molekul per unit volume

n : indeks bias

Perubahan indeks bias pada lapisan hasil dari proses pertukaran ion

dipengaruhi oleh waktu pendeposisian dapat dijelaskan dari penyelesaian Hukum

Fick kedua (Persamaan 2.10) (Najafi, 1992).

Dt

xerfcnnxn s

2.)( (2.10)

Dimana, n(x) : indeks bias pada kedalaman x

n : perubahan indeks bias

x : kedalaman lapisan tipis

D : koefisien difusi

ns : indeks bias substrat

Erfc : fungsi eror komlemen

Dt2 : ketebalan lapisan tipis

Nilai D dipengaruhi oleh parameter suhu pendifusian (Persamaan 2.11)

(Najafi, 1992).

13

T

CCD 2

1 exp (2.11)

Dimana, C1 : tetapan

C2 : energi aktivasi

T : suhu pendefusian

Indeks bias juga berkaitan dengan panjang gelombang. Bila panjang

gelombang lewat dari suatu material ke dalam material kedua dengan indeks bias

yang lebih besar, sehingga n2>n1, maka laju gelombang akan berkurang. Panjang

gelombang kedua akan lebih pendek daripada panjang gelombang material

pertama. Jika material kedua mempunyai indeks bias yang lebih kecil daripada

material pertama, sehingga n2<n1, maka laju gelombang itu bertambah. Maka

panjang gelombang material kedua akan lebih panjang daripada panjang

gelombang material pertama.

Beberapa hal yang mempengaruhi indeks bias suatu material adalah

sebagai berikut :

a. Kerapatan Material.

Kerapatan material mempunyai peranan untuk mengendalikan

besarnya indeks bias suatu material. Kerapatan suatu material didefinisikan

sebagai perbandingan antara massa (m) dan volume (v) :

v

m (2.12)

Cahaya yang merambat pada medium yang memiliki kerapatan yang tinggi akan

memiliki kecepatan yang lebih kecil dari pada medium yang kerapatannya rendah,

karena pada medium kerapatan tinggi partikel cahaya akan lebih banyak mengenai

tumbukan akibat indeks bias di medium tersebut berbeda.

b. Ekspansi Thermal

Ekspansi thermal suatu material dapat menyebabkan naik turunnya

indeks bias. Kerapatan material akan turun ketika dipanaskan, karena volume dari

bahan akan mengembang sehingga indeks bias gelas akan turun. Polarisabilitas

ion akan meningkat seiring dengan peningkatan suhu yang akan meningkatkan

indeks bias, yang mungkin sebanding dengan kenaikan kerapatan.

14

c. Kerapatan Elektron dan polarisabilitas

Indeks bias suatu gelas akan ditentukan oleh interaksi antara cahaya

dengan elektron atau polarisabilitas ion akan meningkatkan indeks bias. Oleh

karena itu, sebuah material yang terdiri dari atom dengan jumlah ion sedikit yang

berarti bahwa kerapatan elektron dan polarisabilitas rendah akan memiliki indeks

bias kecil. Karena sebagian besar kandungnan ion pada gelas adalah anion, maka

kontribusi dari anion ini sangatlah penting.

2.4 Pemantulan Internal Total

Jika sinar datang dari medium rapat (n1) dengan membentuk sudut θ1

menuju medium renggang (n2) maka sinar akan dibiaskan menjauhi garis normal

membentuk sudut θ2 (Gambar 2.7). Hal ini menjadi dasar persamaan Snellius

yang dinyatakan oleh persamaan (2.13) (Keiser, 2000).

1

2

2

1

sin

sin

n

n

(2.13)

Apabila sinar datang dari medium rapat diperbesar sampai sudut tertentu

sehingga sinar yang dibiaskan membentuk sudut θ2=90 terhadap normal, maka

sudut sinar datangnya disebut sudut kritis θc (Gambar 2.7). Dengan melihat

Persamaan (2.14) maka besarnya sudut kritis θc dinyatakan sebagai berikut :

1

2sinn

nc (2.14)

Jika sudut datang dari medium rapat diperbesar melebihi sudut kritis,

maka sinar akan dipantulkan seluruhnya ke medium yang sama (medium rapat)

(Gambar 2.7). Peristiwa ini disebut pemantulan internal total ( Total Internal

Reflection / TIR ) (Keiser, 2000). Peristiwa pemantulan internal total ini menjadi

prinsip dasar dalam kerja fiber optik.

15

Gambar 2.7. Sinar datang dari medium rapat ke medium renggang

2.5 Transmitansi

Absorbsi cahaya oleh suatu molekul merupakan suatu bentuk interaksi

antara gelombang cahaya (foton) dengan atom/molekul. Energi yang diserap oleh

atom/molekul akan digunakan elektron didalam atom untuk bereksitasi/berpindah

ketingkat energi elektronik yang lebih tinggi. Absorbsi hanya terjadi jika selisih

kedua tingkat energi elektronik tersebut (E = E2 – E1) bersesuaian dengan

energi cahaya yang datang, yakni:

fotonEE (2.15)

Absorbansi terjadi pada saat foton bertumbukan langsung dengan atom-

atom pada suatu material. Absorbansi menyatakan banyaknya cahaya yang

diserap oleh suatu lapisan tipis dari total cahaya yang dilewatkan pada lapisan

tipis tersebut. Absorbansi (A) suatu larutan dinyatakan sebagai Persamaan 2.16

OI

ITA 110log10log (2.16)

dengan A adalah absorbansi, T adalah transmitansi, Io adalah berkas cahaya

datang (W.m-2), dan I1 adalah berkas cahaya keluar dari suatu medium (W.m-2)

(Hendayana, 1994).

θ1

θ2

Indeks bias rendah(n2)

Indeks bias tinggi(n1)

Sinar datang

Sinar bias

c

16

Absorbansi lapisan tipis bertambah dengan penguatan energi cahaya/foton.

Bila ketebalan benda atau konsentrasi materi yang melewati cahaya bertambah,

maka cahaya akan lebih banyak diserap. Jadi absorbansi berbanding lurus dengan

ketebalan d dan konsentrasi c. Koefisien absorbansi ( ) merupakan rasio antara

absorbansi (A), dengan ketebalan bahan d yang dilintasi cahaya. Sehingga dapat

ditulis dalam bentuk Persamaan (2.17)

d

A (2.17)

Gambar 2.8. Pengurangan energi radiasi akibat penyerapan

(Hendayana, 1994)

Pada Gambar 2.17 tampak bahwa cahaya dengan intensitas mula-mula (Io)

melewati suatu bahan dengan ketebalan d dan dengan konsentrasi zat penyerap

cahaya c. Cahaya tersebut ada yang diserap, ditransmisikan maupun dipantulkan.

Setelah melewati bahan, intensitas cahaya akan berkurang menjadi (I1).

Besarnya intensitas cahaya setelah melewati bahan dapat dituliskan seperti

Persamaan 2.18.

doeIdI (2.18)

Dimana koefisien absorbsi dapat dituliskan dalam Persamaan 2.19.

oI

IIn

d11 (2.19)

Dimana

(2.20)

17

Jika I1/Io dari Persamaan (2.19) merupakan perbandingan intensitas

cahaya yang diteruskan dengan cahaya yang datang merupakan nilai besarnya

transmitansi (T) seperti yang ditunjukkan pada Persamaan (2.20) maka Persamaan

(2.19) dapat dituliskan sebagai Persamaan (2.21)

InTd

1 (2.21)

Transmitansi larutan T merupakan bagian dari cahaya yang diteruskan

melalui suatu bahan. Transmitansi (T) biasanya dinyatakan dalam persentase

(%T). Dan besarnya Transmitansi bergantung pada bahan dan panjang

gelombang cahaya yang melewati suatu bahan.

2.6 Pemandu Gelombang

Pemandu gelombang merupakan sebuah piranti yang didesain untuk

membawa energi gelombang sepanjang lintasan tertentu. Pemandu gelombang

dapat dibuat dari bahan yang bersifat lossless, isotropis, homogen, dan linier

seperti alumunium, tembaga dan kaca. Pemandu gelombang optik bekerja atas

dasar Hukum Snellius. Pemandu gelombang ini dibentuk dari dua lapisan utama,

yaitu lapisan tipis yang menempel pada substrat dan substrat itu sendiri. Lapisan

tipis mempunyai indeks bias yang lebih tinggi dibandingkan dengan indeks bias

substrat.

Gelombang yang terperangkap dalam lapisan dielektrik, secara perlahan-

lahan akan melemah. Ini karena cahaya terpancar keluar lapisan dielektrik pada

setiap pantulan dari bidang batasnya. Jika sudut datang gelombang di dalam

lapisan memenuhi syarat pantulan total, maka gelombang tersebut tidak akan

merugi melainkan akan merambat sepanjang lintasan dielektrik tersebut.

Gelombang yang demikian terkungkung dalam lapisan, dinamakan gelombang

terpadu dan lapisan dielektrik tersebut dinamakan pandu gelombang. Mekanisme

terjadinya gelombang terpadu dalam pemanduan gelombang dapat dijelaskan

dengan pendekatan sinar optik maupun mode gelombang. Dalam pendekatan sinar

optik, gambaran mengenai mode-mode gelombang terpandu dapat dijelaskan

18

sebagai berkas yang terpandu melalui lintasan zig-zag di dalam film akibat

pemantulan total seperti terlihat dalam gambar 2.9

Gambar 2.9. Mekanisme pemanduan gelombang (Cisco, 2001).

Menurut bentuk geometrinya pemandu gelombang dibagi menjadi dua

yaitu berbentuk serat optik dan planar waveguide. Mekanisme penjalaran cahaya

pada planar waveguide yaitu dengan pemanduan gelombang seperti pada serat

optik, bedanya pada serat optik bersifat simetris. Jenis planar waveguide pun juga

ada dua, yaitu step index dan graded index. Untuk step refraktive index, lapisan

tipis pada plat kaca terlihat dimana bagian dalam dan permukaan lapisan jumlah

ion terdifusinya sama. Sedangkan untuk granded refraktive index lapisan tipis

pada kaca semakin kedalam semakin sedikit ion yang terdifusi.

Dalam planar waveguide, seberkas cahaya yang terpandu akan melalui

suatu lintasan zig-zag di dalam lapisan tipis akibat adanya pemantulan total

(Gambar 2.10). Pemantulan cahaya dalam lapisan tipis didasarkan Hukum

snellius karena perbedaan indeks bias, n1 lebih besar dari n2.

Gambar 2.10. Mekanisme pemandu gelombang pada perambatan cahaya pada plat dielektrik.

n2

Reflected

Clading

Core

n=index of refractionn1>n2 gives total internal reflection

Reflected

n1

19

Material lain merupakan cover yang bahannya bisa sama dengan substrat

atau material yang berbeda dengan substrat. Jika tidak menggunakan cover, maka

material lain yang dimaksud adalah berupa udara.

2.7 Mode Gelombang

Pendekatan cahaya sebagai sinar dapat menerangkan bagaimana arah dari

sebuah gelombang datar merambat di dalam sebuah serat namun tidak meninjau

sifat lain dari gelombang datar. Sifat ini adalah interferensi, dimana gelombang

datar saling berinterferensi sepanjang perambatan. Hal ini mengakibatkan hanya

tipe-tipe gelombang datar tertentu saja yang dapat merambat sepanjang serat.

Sehingga diperlukan tinjauan optik fisis yaitu memandang cahaya sebagai

gelombang elektromagnetik yang disebut teori moda.

Teori mode memandang cahaya sebagai sebuah gelombang datar yang

dinyatakan dalam arah, amplitudo dan panjang gelombang dari perambatannya.

Misal muka gelombang memasuki sebuah pandu gelombang seperti pada Gambar

2.9 maka gelombang akan mengalami perubahan fase sepanjang perambatan di

dalam pandu gelombang. Perubahan fase juga terjadi saat gelombang dipantulkan.

Muka gelombang harus tetap sefase setelah muka gelombang transverse

memantulkan bolak-balik. Jarak transverse ditunjukkan antara titik A dan B pada

Gambar 2.9. Gelombang dipantulkan pada titik A dan B adalah sefase jika total

perubahan fase memenuhi Persamaan 2.22 (Cisco, 2001).

= m 2 (2.22)

dimana m adalah bilangan bulat.

Dalam prakteknya, intensitas gelombang akan menurun karena adanya

penyerapan dan penghamburan (scattering). Penghamburan disebabkan oleh

ketakhomogenan bahan dan ketaksempurnaan batas. Mode-mode yang berorde

tinggi dan bersudut curam merambat pada lintasan zig-zag yang lebih panjang

dari pada yang berorde lebih rendah. Maka mode berorde tinggi menderita rugi

serapan yang lebih besar. Mode-mode yang mendekati putus (cut off) adalah

mode-mode yang berorde lebih tinggi dan sinarnya mendekati sudut kritis. Sinar-

20

sinar ini akan mudah disimpangkan di bawah sudut kritis sehingga medannya

akan menembus dalam ke lapisan luar lapisan tipis. Variasi cahaya pada bidang

yang melintang terhadap sumbu pemandu membentuk pola melintang. Di daerah

ini mode-mode tersebut akan mengalami penyerapan dan penyusutan dengan

cepat. Pola mode melintang di dalam pandu gelombang plat simetris ditunjukkan

pada Gambar 2.11.

Gambar 2.11. Pola mode melintang di dalam pemandu gelombang

(Keiser, 2000).

2.8 Gelombang Evanescent

Pemantulan internal total (Total Internal Reflection/TIR) menyebabkan

adanya energi yang terkopel ke medium lain yang cukup rapat. Hali ini

mengakibatkan sebagian energi gelombang cahaya akan hilang, dan disebut

sebagai kegagalan pemantulan Frustrated Total Internal Reflection (FTIR) dan

gelombang cahaya yang terkkopel ke medium lain tersebut disebut dengan

gelombang evanescent. Gelombang yang ditrasmisikan tersebut terjebak dalam

medium antara prisma dengan lapisan tipis. Medium antara prisma dengan lapisan

tipis adalah udara dengan kerapatan sangat kecil (Gambar 2.12).

h

n2

n1

n2

M2 M3 M4M1

21

Persamaan gelombang yang ditrasmisikan saat terjadi pembiasan adalah:

(2.23)

Dimana pada bidang koordinat diperoleh persamaan:

(2.24)

(2.25)

Dimana

(2.26)

Persamaan diatas merupakan persamaan akhir dari Hukum Snellius. Pada sudut

kritis sin = n dan cos =0. Ketika terjadi TIR sin n, maka cos menjadi

imajiner murni dan dapat ditulis:

(2.27)

Jadi factor eksponensialnya adalah:

(2.28)

Pada definisi real, bilangan positifnya adalah

z

h

c

p

n4

c

p

n3

n1

n2

y

x

Gelombang evanescent

Gambar 2.12. Mekanisme pengkoplingan cahaya.

22

(2.29)

Kemudian pada gelombang transmisinya menjadi

(2.30)

Persamaan diatas menunjukkan bahwa amplitudo gelombang akan menurun

secara eksponensial saat gelombang cahaya memasuki medium yang lebih

renggang di arah y. Sedangkan bilangan i merupakan factor eksponensial yang

membentuk gelombang harmonik dengan satuan amplitudo. Saat gelombang

masuk ke dalam medium yang lebih renggang, nilai amplitudo akan menurun

sebesar I/e

(2.31)

Dengan y kedalaman penetrasi(depth penetration)(nm), sudut dasar prisma, n4

indeks bias prisma, dan n3 indeks bias udara(Pedrotti, 1993). Gelombang

Evanescent merupakan gelombang yang ditimbulkan oleh adanya efek Tunneling

di dasar prisma. Energi dari gelombang Evanescent ini kembali ke medium

asalnya, kecuali jika suatu medium yang kedua diperkenalkan masuk ke dalam

daerah dari penetrasi. Kegagalan dari pemantulan total internal (TIR) dapat

diaplikasikan sebagai variabel keluaran dari pengkoplingan, dibuat dari dua

prisma sudut siku-siku yang dipisahkan sepanjang permukaan diagonalnya dapat

secara hati-hati disesuaikan untuk bertukar-tukar antara jumlah gelombang

Evanescent yang terkopel dari prisma satu dengan prisma yang lain. Aplikasi

praktis lain yang melibatkan sebuah prisma yang didekatkan pada permukaan

pandu gelombang optik sehingga gelombang Evanescent muncul dari prisma

dapat dikopel ke dalam pandu gelombang pada sudut (mode) perambatan yang

telah ditentukan. (Pedrotti, 1993).

Seberkas cahaya yang menuju bidang pantul pada sudut θi akan

dipantulkan kembali pada sudut θr sesuai dengan Hukum Pantul yaitu θi = θr,

23

sudut diukur dari normal bidang, akan tetapi jika berkas cahaya menuju ke

permukaan yang tidak memantulkan secara sempurna, berkas cahaya akan

dibelokkan di sekitarnya. Sebenarnya cahaya tidak dibelokkan, tetapi

kecepatannya berubah. Pada pemantulan total internal (dimana ni>nr) semua

cahaya yang datang akan dipantulkan kembali ketika sedut datang lebih besar atau

sama dengan sudut kritis θc. Sementara pada FTIR tidak seluruhnya dipantulkan,

ada pancaran gelombang di sekitar medium yang terjebak yang merupakan bagian

dari sinar datang pada medium.

2.9 Prisma Kopling

Prisma kopling adalah alat yang digunakan untuk mengkarakterisasi mode

dari planar waveguide. Parameter yang diukur dalam prisma kopling yaitu sudut

datang pada dasar prisma akibat pemanduan gelombang dan jumlah mode

gelombang.

Gambar 2.13. Prinsip kerja prisma kopling (a) pola bright spot terbelah

(b) pola bright spot bulat penuh (Tien, 1969).

Ketika berkas cahaya mengenai prisma maka berkas cahaya dibiaskan ke

dalam prisma. Akibat peristiwa pemantulan internal total maka berkas sinar

tersebut dipantulkan ke dalam prisma dengan arah berbeda (Gambar 2.13). Ada

tidaknya pemanduan gelombang pada lapisan tipis dapat dilihat dari pola bright

(a) (b)

n1

n2

n3

n4

h

n1

n2

n3

n4

h

24

spot. Jika pola bright spot bulat penuh maka tidak terjadi pemanduan gelombang

pada lapisan tipis atau cahaya tidak terkopel (Gambar 2.13.b). Jika pola bright

spot terbelah maka terjadi pemanduan gelombang pada lapisan tipis atau cahaya

terkopel (Gambar 2.13.a).

Peristiwa pemanduan gelombang pada lapisan tipis terjadi secara

berulang-ulang dengan sudut yang berbeda. Hal ini dikenal dengan mode

gelombang. Mode gelombang adalah sudut-sudut yang dibentuk dalam prisma

yang menyebabkan terjadinya pemanduan gelombang pada lapisan tipis. Jumlah

mode gelombang ini untuk menentukan kedalaman lapisan tipis.

Ketika berkas cahaya mengenai prisma dengan sudut tertentu , maka

berkas cahaya tersebut dibiaskan ke dalam prisma (Gambar 2.14). Berkas cahaya

mengenai dasar prisma sebagai sudut datang dalam prisma dipantulkan dengan

besar sudut yang sama. Berkas cahaya ada sebagian yang dibiaskan ke medium

antara prisma dengan lapisan tipis yang dikenal dengan gelombang evanescent.

Gelombang evanescent ini menyebabkan sebagian berkas cahaya masuk ke

lapisan tipis sehingga terjadi peristiwa pemanduan gelombang dalam lapisan tipis.

Gambar 2.14. Mekanisme perambatan cahaya dalam prisma kopling

(Tien, 1969).

Dari Gambar 2.14, sudut datang pada dasar prisma dapat ditentukan dengan

menggunakan Persamaan 2.32 (Tien, 1969).

p

o

n

sinsin45 1 (2.32)

25

Hubungan antara jumlah mode maksimum dengan ketebalan lapisan tipis pada

pandu gelombang step index dirumuskan

(2.33)

Dengan M adalah jumlah mode gelombang, d kedalaman difusi (m), k bilangan

gelombang (m-1), n1 indeks bias lapisan tipis, n2 indeks bias substrat.

26

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Metodologi Penelitian

Metode penelitian yang dilakukan adalah metode eksperimental di

laboratorium. Penelitian ini meliputi penumbuhan lapisan tipis pada kaca soda-

lime dengan metode pertukaran ion K+ - Na+ (ion exchange). Lapisan tipis yang

terbentuk akan digunakan sebagai pandu gelombang. Selanjutnya lapisan tipis

dikarakterisasi dengan cara menentukan indeks bias sebelum dan sesudah terdifusi

dengan menggunakan refraktometer ABBE, menentukan transmitansi lapisan tipis

menggunakan Ultra Violet-Visible Spectroscopy Double Beam Shimadzu 601 PC.

Kemudian menentukan jumlah mode gelombang yang dapat dijalarkan pada

lapisan tipis yang terbentuk dengan menggunakan metode prisma kopling.

3.2 Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Optik dan sub Laboratorium

Fisika UPT Pusat MIPA Universitas Sebelas Maret mulai bulan September

sampai Desember 2009.

3.3 Alat dan Bahan yang Digunakan

1. Alat

Alat-alat yang digunakan dalam penelitian adalah:

a. Pemotong Kaca

b. Timbangan

c. Crusible

d. Ultrasonic Cleaner

e. Furnace

f. Refraktometer ABBE

g. Ultra Violet-Visible Spectroscopy Double Beam Shimadzu 601 PC

h. Set Alat Prisma Kopling yang terdiri dari:

27

1. Prisma BK dengan indeks bias 1,51509

2. Laser He-Ne dengan λ = 632,8 nm

3. Busur derajat dengan ketelitian 0,10

4. Penggaris berjarum sebagai penunjuk skala

5. Lensa

6. Polarisator

7. Layar

8. Meja sebagai dudukan alat

i. Penggerus

j. Pinset

k. Gelas Beker

l. Amplas

m. Kawat

n. Senter

Gambar alat secara lengkap dapat dilihat pada lampiran 1

2. Bahan

Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah:

a. Kaca Soda-lime

b. Leburan 50 % mol dan 70 % mol KNO3

c. Monobronaftalin

d. Aquades

e. Tissue

Gambar bahan secara lengkap dapat dilihat pada lampiran 2

3.4 Prosedur Penelitian

Penelitian ini dilakukan dalam beberapa tahapan seperti yang ditunjukkan

pada Gambar 3.1

28

Gambar 3.1. Diagram Alir Tahap-Tahap Penelitian

Perubahan Indeks BiasTransmitansi Jumlah mode gelombang

Analisa

Pemotongan kaca soda-lime Membuat leburan 50 % mol dan 70 % mol KNO3

Memasukkan kaca ke dalam leburan 50 % mol dan 70 % mol KNO3

Pembersihan substrat dengan ultrasonic cleaner

Karakterisasi

Penyiapan alat dan sampel

Kesimpulan

29

Detail tentang langkah-langkah penelitian di atas dapat dijelaskan pada

keterangan dibawah ini:

1. Penyiapan alat dan bahan

Penyiapan alat dan bahan dilakukan dengan menyiapkan kaca soda-lime

yang digunakan untuk tempat pendeposisian KNO3 dan NaNO3. Kaca ini

dipotong-potong menjadi bagian yang kecil agar dapat dimasukkan ke dalam

crusible tempat proses difusi. Kaca yang telah dipotong kemudian diberi tanda

dengan cara menggosokkan dengan amplas pada tepi kaca sampai tergores sedikit

sehingga dapat dibedakan antara sisi permukaan yang satu dengan permukaan

yang lainnya. Selain daripada itu juga menyiapkan alat-alat seperti Ultrasonic

Cleaner, Furnace, Refraktometer, Ultra Violet-Visible Spectroscopy Double

Beam Shimadzu 601 PC, dan seperangkat alat Prisma Kopling.

2. Karakterisasi awal kaca soda-lime

Pada proses ini, karakterisasi awal berupa pengukuran indeks bias kaca dan

transmitansi kaca soda-lime sebelum dilakukan treatment pertukaran ion K+-Na+.

Indeks bias dapat diukur menggunakan Refraktometer ABBE. Untuk mengukur

indeks bias diperlukan larutan monobromonaftalin. Larutan ini berfungsi untuk

memperbesar nilai Numerical Aperthure (NA) sehingga pengamatan pada

pengukuran menjadi lebih jelas. Transmitansi kaca diukur menggunakan Ultra

Violet-Visible Spectroscopy Double Beam Shimadzu 601 PC. Karakterisasi awal

bertujuan untuk membandingkan perubahan indeks bias dan transmitansi sebelum

dan sesudah pertukaran ion (Maryanto, 2008).

3. Fabrikasi kaca dengan variasi waktu dan konsentrasi

Furnace dipanaskan hingga mencapai suhu tertentu yaitu 3050 C. Setelah

suhu furnace mencapai 3050 C, serbuk 50 % mol KNO3dimasukkan ke dalam

furnace hingga melebur. Setelah serbuk 50 % mol KNO3 melebur kaca

dimasukkan ke dalam larutan 50 % mol KNO3 dengan posisi mendatar. Proses

pencelupan kaca ke dalam larutan ini dilakukan selama 25 menit, 100 menit, 225

menit, 400 menit, 625 menit dan 900 menit.

30

furnace

Setelah proses selesai, kaca waveguide yang terbentuk didinginkan secara

normal, tujuannya adalah agar kaca waveguide tidak retak atau pecah.

Langkah diatas juga digunakan untuk konsentrasi 70 % mol KNO3 yang

menggunakan suhu 3350C. (Zou, 2002). Skema penelitian digambarkan pada

Gambar 3.2.

Gambar 3.2 Skema Alat pendifusian

4. Pembersihan kaca waveguide

Proses pertukaran ion menyebabkan sebagian permukaan kaca waveguide

yang terbentuk masih kelihatan kotor sehingga perlu dibersihkan. Proses

pembersihan kaca waveguide dilakukan dengan cara dicuci dengan Ultrasonic

Cleaner menggunakan aquades. Tujuannya adalah untuk menghilangkan kotoran

dan lemak yang menempel pada kaca. (Bahtiar, 2006)

5. Karakterisasi kaca waveguide

Setelah proses pendifusian selesai, kaca kemudian dikarakterstik untuk

mengetahui perubahan sifat pada kaca tersebut. Indeks bias kaca soda-lime

ditentukan dengan menggunakan Refraktometer ABBE (Gambar 3.3). Kaca

diletakkan di dalam Refraktometer ABBE dengan terlebih dahulu diberi larutan

monobromonaftalin agar tidak ada celah udara selain itu juga untuk menaikkan

nilai NA pada kaca. Setelah itu tombol pada Refraktometer ABBE diatur hingga

terlihat pola gelap terang kemudian batas antara gelap dan terang pada pola gelap

terang yang terakhir dipaskan pada tanda silang, kemudian dilihat indeks biasnya

pada skala yang ada pada Refraktometer ABBE. (Maryanto, 2008).

kaca

Leburan KNO3

dan NaNO3

crusible

31

Transmitansi diukur menggunakan Ultra Violet-Visible

Spectroscopy Double Beam Shimadzu 601 PC (Bahtiar, 2006). Sedangkan

jumlah mode pandu gelombang dengan menggunakan metode prisma

kopling ( Gambar 3.4).

5 6

6

3

1

4

2

Lensa untuk melihat skala

Tempat kacasampel

Lensa untuk melihat pola gelap terang

Tombol pemfokus

Gambar 3.3. Refraktometer ABBE

Tempat untuklampu

Tombol pengatur skala

Gambar 3.4. Skema Seperangkat Alat Prisma Coupling.

32

Keterangan :

1. Sinar Laser. 3. Lensa cembung. 5. Kaca substrat.

2. Polarisator. 4. Prisma. 6. Layar .

Dari gambar 3.4 dapat dijelaskan bahwa sumber cahaya berasal dari sinar

laser He-Ne ( = 632,8 nm), dan lapisan tipis diletakkan tepat pada bagian dasar

prisma dengan serapat mungkin. Pada saat sinar laser dipancarkan maka sinar

akan mengenai lensa cembung. Lensa ini berfungsi untuk memfokuskan cahaya

laser agar ketika jatuh pada prisma tidak menyebar. Setelah cahaya laser fokus,

kemudian prisma diputar dengan posisi cahaya laser tetap. Cahaya laser yang

keluar dari prisma dilewatkan pada lensa agar dapat terlihat jelas. Bila berkas

cahaya laser berbentuk bulat maka cahaya belum terkopel (Gambar 3.5b). cahaya

laser akan terkopel bila terdapat garis belahan(Gambar 3.5a). Informasi yang

dapat diperoleh dari karakterisasi ini adalah bagaimana bentuk pola bright spot

dan jumlah mode pandu gelombang (Ulrich, 1973).

(3.5a) (3.5b)

Gambar 3.5 a Pola bentuk bright spot cahaya terkopel, b. Pola bentuk

bright spot cahaya tidak terkopel.

.

6. Analisa dan kesimpulan

Dalam penelitian ini diperoleh data berupa data kuantitatif dan data

kualitatif. Data kuantitatif dianalisa berdasarkan rumus-rumus yang bersesuain.

Sedangkan data kualitatif diinterpretasikan seperlunya.

33

BAB IV

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

Dalam penelitian ini, fabrikasi lapisan tipis dilakukan dengan metode

pertukaran ion. Bahan yang digunakan sebagai medium penumbuahn lapisan tipis

adalah kaca soda-lime. Fabrikasi ini dilakukan dengan mencelupkan kaca soda-

lime ke dalam leburan 50 % mol dan 70 % mol KNO3 pada suhu 3050 C,dan 3350

C dengan waktu 25menit, 100 menit, 225 menit, 400 menit, 625 menit, dan 900

menit. Ketika proses pencelupan berlangsung, maka ion Na+ dari kaca soda-lime

akan bertukar dengan ion K+ dari leburan 50 % mol dan 70 % mol KNO3.

Gambaran secara ringkas proses pertukaran ion dapat ditunjukkan pada Gambar

4.1

Gambar 4.1. Proses terjadinya pertukaran ion

Keterangan gambar:

Menunjukkan bahwa difusi dapat terjadi karena adanya kekosongan

susunan atom kaca soda-lime yang disebabkan susunan atom pada kaca tidak

merata. Adanya pemanasan ketika proses fabrikasi lapisan tipis mengakibatkan

atom-atom di dalam kaca bergerak sehingga kekosongan atom tersebut terisi oleh

atom lain (vacancy diffusion). Difusi juga dapat terjadi karena adanya penyusupan

atom lain karena adanya celah di atom-atom penyusun kaca (inersitial atom).

Difusi terjadi karena adanya penyusupan atom lain (K+) yang terjadi

karena adanya perenggangan susunan atom pada kaca soda-lime. Pereganggan ini

terjadi akibat pemanasan yang dilakukan ketika proses pertukaran ion. Ketika

34

terjadi pemanasan sebagian ion Na+ yang tidak terikat kuat akan terlempar keluar

dari susunan atom kaca. Selanjutnya ion K+ akan mengisi kekosongan pada

susunan atom kaca soda-lime. Pada proses difusi terlihat bahwa kaca soda-lime

mengambang ketika dicelupkan ke dalam leburan 50 % mol dan 70 % mol KNO3.

Hal ini karena massa jenis leburan 50 % mol dan 70 % mol KNO3 lebih besar dari

massa jenis kaca soda-lime. Hal tersebut mengakibatkan penumbuhan lapisan tipis

hanya terjadi pada salah satu sisi permukaan kaca saja.

4.1 Indeks Bias Kaca Waveguide

Pengukuran indeks bias dilakukan dengan alat Refraktometer ABBE. Pada

pengukuran ditambahkan larutan monobromonaftalin. Larutan ini berfungsi untuk

memperbesar nilai Numerical Aperthure (NA) sehingga pengamatan pada

pengukuran menjadi lebih jelas. Indeks bias yang diukur dalam penelitian ini

adalah indeks bias sebelum dan sesudah fabrikasi. Pengukuran indeks bias

dilakukan sebelum dan sesudah pertukaran ion, hal ini bertujuan untuk

membandingkan perubahan indeks bias sebelum dan sesudah pertukaran ion. Data

hasil pengukuran indeks bias kaca soda-lime dapat dilihat dalam Tabel 4.1 dan

Tabel 4.2.

Tabel 4.1. Hasil Pengukuran Indeks Bias Kaca Soda-Lime Pada Leburan

50% KNO3 Pada Suhu 3050C

Kaca

Waveguide Waktu Pendeposisian

Indeks Bias Perubahan Indeks

Bias

Sebelum Sesudah

Sampel B1 25 1,5240 1,5250 1,0 x 10-3

Sampel B2 100 1,5240 1,5260 2,0 x 10-3

Sampel B3 225 1,5240 1,5262 2,2 x 10-3

Sampel B4 400 1,5240 1,5264 2,4 x 10-3

Sampel B5 625 1,5240 1,5266 2,6 x 10-3

Sampel B6 900 1,5240 1,5258 1,8 x 10-3

35

Tabel 4.2. Hasil Pengukuran Indeks Bias Kaca Soda-Lime Pada Leburan

70% KNO3 Pada Suhu 3350C

Kaca

Waveguide Waktu Pendeposisian

Indeks Bias Perubahan Indeks

Bias

Sebelum Sesudah

Sampel D1 25 1,5218 1,5230 1,2 x 10-3

Sampel D2 100 1,5218 1,5254 3,6 x 10-3

Sampel D3 225 1,5218 1,5248 3,0 x 10-3

Sampel D4 400 1,5218 1,5250 3,2 x 10-3

Sampel D5 625 1,5218 1,5240 2,2 x 10-3

Sampel D6 900 1,5218 1,5222 0,4 x 10-3

Hubungan antara perubahan indeks bias pada permukaan kaca soda-lime

dengan lamanya waktu pendifusian dapat diperoleh dari Tabel diatas yang

ditunjukkan dalam Gambar 4.2.

150 300 450 600 750 900

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5 B D

peru

baha

n in

deks

bia

s(1

0-3)

t2(menit)

Gambar 4.2. Grafik hubungan antara perubahan indeks bias dengan waktu

pendifusian

36

Dari gambar 4.2 dapat dilihat grafik hubungan antara waktu pendifusian

terhadap perubahan indeks bias yang menunjukkan bahwa indeks bias kaca soda-

lime cenderung mengalami kenaikan, baik semakin lama waktu pendifusian

maupun semakin tinggi konsentrasi ion pendifusi. Hal ini menunjukkan bahwa

indeks bias kaca soda-lime setelah pertukaran ion lebih besar dari indeks bias

sebelum pertukaran ion. Penggantian ion Na+ dengan ion K+, dimana ion K+

memiliki masa, kerapatan elektron, serta polarisabilitas yang lebih besar

menyebabkan susunan atom yang baru didalam kaca akan semakin rapat dan

mengakibatkan naiknya indeks bias dari permukaan kaca yang mengalami

pendifusian. Semakin lama waktunya maka ion K+ yang terdifusi kedalam kaca

menggantikan ion Na+ semakin banyak dan semakin dalam sehingga semakin

menaikkan indeks bias kaca. Begitu juga dengan semakin besar konsentrasi

pendifusi semakin besar pula perubahan indeks biasnya. Hal ini dapat terjadi

karena perubahan indeks bias sebanding dengan konsentrasi ion pendifusi (K+).

Hubungan perubahan indeks bias dengan konsentrasi ion pendifusi dapat dilihat

dalam persamaan berikut (Najafi,1992):

(4.1)

Dimana CK adalah konsentrasi ion K+,Vo dan Ro berturut-turut adalah volume

glass per gram dari atom-atom oksigen dan refraksi per gram dari atom-atom

oksigen dalam komposisi asli, V danR adalah perubahan kuantitas hasil dari

total pergantian ion asli oleh ion dopan dan n0 adalah perubahan indeks bias.

Menurut Hukum Fick Kedua hubungan konsentrasi (C) dengan waktu pendifusian

(t) adalah (Najafi,1992),

(4.2)

Dimana

Dengan x adalah kedalaman difusi dan D adalah koefisien difusi. Karena

indeks bias sebanding dengan konsentrasi (Persamaan 4.1) maka besarnya indeks

bias (n(x)) adalah (Najafi,1992)

37

(4.3)

Dengan ns adalah indeks bias substrat (indeks bias sebelum pendifusian).

Dalam penelitian ini, indeks bias yang terukur adalah indeks bias pada permukaan

kaca (x=0) sehingga berapapun waktu pendifusian, nilai akan sama dengan

nol. Karena nilai efrc(0) adalah satu maka perubahan indeks bias tetap. Bila hal

ini dihubungkan dengan Gambar 4.1 maka pola dari Gambar 4.1 tersebut sesuai

dengan Persamaan 4.3

Untuk sampel B yaitu sampel hasil leburan 50% KNO3 pada waktu 625

menit perubahan indeks bias mencapai nilai tertinggi setelah itu mengalami

penurunan, begitu juga untuk sampel C yaitu sampel hasil leburan 70% KNO3

pada waktu 400 menit, hal ini dikarenakan pada suhu ini tercapai kondisi stabil

atau dikatakan hampir jenuh sehingga proses pendifusian berlebih hampir tidak

terjadi, karena jika terjadi kondisi jenuh dimana tercapai kesetimbangan kinetik

proses pendesakan ion/pendifusian akan berhenti. Hasil ini sesuai dengan hasil

penelitian serupa yang dilakukan oleh beberapa peneliti lain (Pereira, Pelli,

Righini dan Horowitz, 2002; K+/Ag+ ion-exchange glass waveguides:

concentration and grand-index profil analysis from EDS, m-line and DNS).

4.2 Transmitansi

Harga transmitansi merupakan perbandingan antara intensitas cahaya yang

keluar dari medium dengan intensitas cahaya yang masuk kedalam suatu medium.

Besarnya intensitas cahaya yang masuk tidak sama dengan intensitas yang keluar

dari medium, hal ini dapat terjadi karena jika cahaya dilewatkan pada suatu

bahan/medium, maka sebagian cahaya akan dipantulkan (reflected), sebagian

diteruskan (transmitted), sebagian akan diserap (absorbed) dan sebagian lagi

akan disebarkan (scattered).

Hasil pengukuran persentase transmitansi dengan menggunakan Ultra

Violet-Visible Spectroscopy Double Beam Shimadzu 601 PC dengan panjang

38

gelombang 200 nm -1000 nm dapat dilihat pada Gambar 4.2, Gambar 4.3, dan

Gambar 4.4

400 500 600 700 800 900 100087

88

89

90

91

92

T25menit T100menit T225menit T400menit T625menit T900menit tanpaperlak

% T

rans

mita

nsi

panjang gelombang(nm)

(a)

200 300 400 500 600 700 800 900 10000

20

40

60

80

100

T25menit T100menit T225menit T400menit T625menit T900menit tanpaperlak

% T

rans

mita

nsi

panjang gelombang(nm)

(b)

Gambar 4.3 Grafik transmitansi hasil pendifusian pada suhu 3050C dengan

konsentrasi 50 % mol KNO3. (a) Transmitansi pada panjang

gelombang 400 nm – 1000 nm (b) Transmitansi pada panjang

gelombang 200 nm – 1000 nm.

400 500 600 700 800 900 100086

87

88

89

90

91

92

T25menit T100menit T225menit T400menit T625menit T900menit Tanpaperlak

(% t

rans

mita

nsi)

panjang gelombang (nm)

(a)

200 300 400 500 600 700 800 900 10000

20

40

60

80

100

T25menit T100menit T225menit T400menit T625menit T900menit Tanpaperlak%

tran

smita

nsi

panjang gelombang (nm)

(b)

Gambar 4.4 Grafik transmitansi hasil pendifusian pada suhu 3350C dengan

konsentrasi 70 % mol KNO3. (a) Transmitansi pada panjang

gelombang 400 nm – 1000 nm (b) Transmitansi pada panjang

gelombang 200 nm – 1000 nm.

39

6 0 0 7 0 0 8 0 0 9 0 0 1 0 0 08 6

8 7

8 8

8 9

9 0

9 1

9 2 B . T 2 5 m e n i t D . T 2 5 m e n i t B . T 9 0 0 m e n i t D . T 9 0 0 m e n i t

% t

rans

mita

nsi

p a n j a n g g e l o m b a n g ( n m )

Gambar 4.5 Grafik perbandingan transmitansi hasil pendifusian pada konsentrasi

50 % mol dan 70 % mol KNO3 dengan waktu 25 menit dan 900 menit.

Hasil pengukuran persen transmitansi dengan menggunakan Ultra Violet-

Visible Spectroscopy Double Beam Shimadzu 601 PC dengan panjang gelombang

200 nm -1000 nm menunjukkan kaca yang tidak mengalami perlakuan memiliki

nilai transmitansi yang relatif lebih besar dibandingkan yang mengalami

pendifusian. Sedangkan pada kaca yang mengalami pendifusian memiliki nilai

transmitansi yang relatif lebih kecil, dimana semakin lama waktu pendifusian dan

semakin tinggi konsentrasi ion pendifusi transmitansi semakin mengecil. Hal ini

menunjukkan bahwa adanya proses pendifusian ion K+ dari leburan garam KNO3

menyebabkan menurunnya nilai transmitansi dari kaca atau dengan kata lain

proses pendifusian menyebabkan berkurangnya nilai intensitas yang keluar dari

kaca. Dan semakin lama waktu pendifusian dan semakin tinggi konsentrasi ion

pendifusi menyebabkan berkurangnya nilai transmitansi. Yang berarti komposisi

kaca telah berubah dengan adanya proses pendifusian. Dan perubahan komposisi

dari kaca inilah yang menyebabkan faktor absorpsi, pantulan, serta hamburan

semakin membesar sehingga menyebabkan intensitas cahaya yang keluar dari

kaca menurun yang menyebabkan menurunnya nilai transmitansi dari kaca.

Pada semua kaca, harga transmitansi pada daerah UV lebih kecil

dibandingkan dengan transmitansi di daerah visible, hal ini terjadi karena absorbsi

40

cahaya yang merupakan transfer energi dari radiasi ke bahan/medium. Begitu juga

pada daerah infra merah nilai transmitansi lebih kecil karena cahaya berinteraksi

dengan partikel dari bahan berupa polarisasi elektronik sehingga cahaya sebagian

dikonversikan menjadi deformasi elastis dan selanjutnya berubah menjadi panas.

4.3 Mode Gelombang

1. Mode Gelombang

Pengamatan mode gelombang dilakukan dengan menggunakan metode

prisma kopling. Dari pengamatan ini data yang diperoleh adalah sudut datang

pada permukaan prisma bagian luar, karena sudut yang dibutuhkan adalah sudut

datang pada dasar prisma maka sudut datang pada dasar prisma diperoleh dari

hubungan antara sudut datang pada permukaan prisma bagian luar dengan indeks

bias prisma (Persamaan 2.32). Peristiwa pemanduan gelombang dapat diamati

dengan adanya pola gelap terang pada bright spot. Ketika terjadi pemanduan

gelombang, maka pada layar akan nampak pola bright spot seperti pada Gambar

4.6.a. Sedangkan pada Gambar 4.6.b. menunjukkan bahwa tidak terjadi

pemanduan gelombang.

(a) (b)

Gambar 4.6.(a) Pola bright spot terbelah; (b) Pola bright spot penuh

41

Munculnya pandu gelombang erat hubungannya dengan medan

evanescent. Medan evanescent menurun secara eksponensial dari medium 1 ke

medium 2 (Gambar 4.7). oleh karena itu ketika menyeting alat prisma kopling

sampel harus melekat erat pada dasar prisma. Pemasangan sampel yang kurang

rapat menyebabkan adanya celah udara antara prisma dengan sampel. Adanya

celah udara ini akan menghamburkan cahaya yang mennuju lapisan tipis.

Penghamburan cahaya ini menyebabkan intensitas cahaya yang diterima oleh

lapisan tipis menjadi melemah bahkan tidak sampai pada lapisan. Hal ini

mengakibatkan tidak teramatinya pemanduan gelombang.

Pemasangan sampel yang sangat rapat mengakibatkan pembiasan cahaya

masuk ke dalam lapisan tipis. Cahaya yang masuk ke dalam lapisan tipis akan

terkungkung di dalamnya sehingga akan merambat di sepanjang lapisan dengan

pola zig-zag. Perambatan ini terjadi akibat adanya perbedaan indeks bias antara

lapisan tipis dengan ruang di sekitarnya.

Gambar 4.7. Medan evanescent menurun secara eksponensial (Moller, 1988).

Fenomena munculnya belahan pada bright spot (mode gelombang)

menunjukkan bahwa telah terjadi pemanduan gelombang cahaya. Syarat agar

dapat terjadi mode gelombang adalah (Pedrotti, 1993):

1. Mempunyai sudut datang pada batas lebih besar dari pada sudut

kritis hingga 900(θc<θd<900), θd= sudut datang; θc= sudut kritis.

jarak antar medium

medium 1

medium 2

Gelombangevanescent

Amplitudo

42

2. Mempunyai pergeseran fase sebesar = m 2 ; m= bilangan

bulat.

2. Jumlah Mode Gelombang

Peristiwa terjadinya pemanduan gelombang ditandai dengan munculnya

pola gelap terang pada bright spot. Adapun pola mode gelombang yang diperoleh

dari penelitian ini adalah ditunjukkan pada Gambar (4.8) dan Gambar (4.9).

sebagai berikut:

3 0 3 5 4 0

2

4

6

8

1 0

1 2

T 2 5 m e n it T 1 0 0 m e n it T 2 2 5 m e n it T 4 0 0 m e n it T 6 2 5 m e n it T 9 0 0 m e n it

pola

brig

ht s

pot

s u d u t d a ta n g ( 0 )

Gambar 4.8. Grafik hubungan sudut datang dengan perubahan pola bright spot

pada layar untuk kaca yang didifusi dengan konsentrasi 50 % mol KNO3 pada

suhu 3050C selama 25, 100, 225, 400, 625, dan 900 menit

.

43

3 0 3 5 4 0

2

4

6

8

1 0

1 2

T 2 5 m e n i t T 1 0 0 m e n i t T 2 2 5 m e n i t T 4 0 0 m e n i t T 6 2 5 m e n i t T 9 0 0 m e n i t

pola

bri

ght s

pot

s u d u t d a t a n g ( 0 )

Gambar 4.9. Grafik hubungan sudut datang dengan perubahan pola bright spot

pada layar untuk kaca yang didifusi dengan konsentrasi 70 % mol

KNO3 pada suhu 3350C selama 25, 100, 225, 400, 625, dan 900

menit

Pada Gambar (4.8) dan Gambar (4.9) pola bright spot terdiri dari dua pola yaitu

posisi puncak dan lembah. Posisi puncak menunjukkan pola bright spot bulat

penuh dan posisi lembah menunjukkan pola bright spot terbelah. Pada pola bright

spot penuh menunjukkan cahaya tidak terkopel atau tidak terjadi proses

pemanduan gelombang sedangkan untuk pola bright spot lembah menunjukkan

cahaya terkopel atau telah terjadi proses pemanduan gelombang. Gambar 4.7.

menunjukkan bahwa pemanduan gelombang dipengaruhi oleh kedalaman lapisan

tipis. Dimana pada sampel 1, dan 2 menit memiliki kedalaman relatif kecil

dibandingkan dengan yang lainnya. Hal ini terjadi karena proses pendifusian

terjadi dalam rentang waktu yang sangat pendek sehingga menyebabkan jumlah

ion K+ yang terdifusi ke dalam kaca soda-lime sedikit. Sedangkan untuk sampel

dengan waktu pendifusian 900 menit memiliki jumlah mode yang lebih banyak

karena jumlah ion K+ yang terdifusi ke dalam kaca lebih banyak dibandingkan

dengan yang lainnya. Hal ini sesuai dengan (Persamaan 2.33) yang menunjukkan

bahwa jumlah mode (M) sebanding dengan kedalaman difusi (d) sehingga

44

semakin besar kedalaman difusi, jumlah gelombang yang dihasilkan semakin

banyak.

3. Kedalaman Difusi

Kedalaman lapisan tipis yang terbentuk dapat ditentukan secara tidak

langsung dengan menggunakan parameter perubahan indeks bias kaca dan jumlah

mode gelombang yang terpadu. Kedalaman difusi untuk sampel dengan

konsentrasi ion pendifusi 50 % mol KNO3 dengan suhu 3050C dan sampel dengan

konsentrasi ion pendifusi 70 % mol KNO3 dengan suhu 3350C dapat ditunjukkan

pada Tabel 4.3.

Tabel 4.3 Kedalaman difusi untuk sampel dengan konsentrasi ion pendifusi 50 %

mol KNO3 dengan suhu 3050C dan sampel dengan konsentrasi ion

pendifusi 70 % mol KNO3 dengan suhu 3350C

Sampel Kaca t (Menit) M n2 n1 d(μm)

Sampel B1 25 9 1,5240 1,5250 51,57037Sampel B2 100 7 1,5240 1,5260 28,35761Sampel B3 225 13 1,5240 1,5262 50,21163Sampel B4 400 12 1,5240 1,5264 44,37452Sampel B5 625 9 1,5240 1,5266 31,97420Sampel B6 900 21 1,5240 1,5258 89,67757Sampel D1 25 18 1,5218 1,5230 94,21910Sampel D2 100 11 1,5218 1,5254 33,22978Sampel D3 225 11 1,5218 1,5248 36,40498Sampel D4 400 6 1,5218 1,5250 19,22608Sampel D5 625 14 1,5218 1,5240 54,11311Sampel D6 900 12 1,5218 1,5222 108,80910

Tabel 4.3 menunjukkan bahwa pada sampel dengan konsentrasi ion

pendifusi baik yang 50 % mol maupaun 70 % mol KNO3 pada waktu 900 menit

menunjukkan kedalaman difusi yang cenderung lebih besar dibandingkan dengan

yang lainnya. Hal ini terjadi karena proses pendifusian yang cukup lama

dibandingkan dengan yang lainnya sehingga jumlah ion yang terdifusi pada kaca

45

soda-lime semakin banyak sehingga memungkinkan ion pendifusi yang masuk ke

kaca semakin dalam.

4. Perubahan Indeks Bias Terhadap Kedalaman

Kedalaman difusi dapat digunakan untuk menentukan besarnya indeks

bias untuk kedalaman yang berbeda-beda. Persamaan 2.10 menunjukkan

hubungan indeks bias dengan kedalaman difusi. Hubungan kedalaman indeks bias

ditunjukkan pada Gambar 4.10 dan Gambar 4.11 sebagai berikut

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

1.5240

1.5245

1.5250

1.5255

1.5260

1.5265 T25menit T100menit t225menit T400menit T625menit T900menit

Inde

ks b

ias

kedalaman difusi (m)

Gambar 4.10. Grafik hubungan indeks bias terhadap perubahan kedalaman difusi

untuk kaca yang didifusi dengan konsentrasi 50 % mol KNO3 pada

suhu 3050C

46

0 20 40 60 80 100 120

1.5220

1.5225

1.5230

1.5235

1.5240

1.5245

1.5250

1.5255 T25menit T100menit T225menit T400menit T625menit T900menit

Inde

ks b

ias

kedalaman difusi (m)

Gambar 4.11.Grafik hubungan indeks bias terhadap perubahan kedalaman difusi

untuk kaca yang didifusi dengan konsentrasi 70% KNO3 pada suhu

3350C

Dari gambar diatas terlihat bahwa penurunan indeks bias mirip dengan

fungsi khas eksponensial. Hal ini berarti bahwa lapisan tipis yang terbentuk hasil

dari pendifusian K+ dan Na+ berbentuk granded index.

47

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dalam penelitian ini telah dilakukan fabrikasi dan karakterisasi optic

pandu gelombang bidang pada kaca soda-lime hasil pertukaran ion K+ dan Na+.

Hasil-hasil yang diperoleh menunjukkan lapisan tipis sebagai pemandu

gelombang yang terbentuk pada permukaan kaca soda-lime berpola graded index.

Hasil pengukuran indeks bias kaca soda-lime menggunakan Refraktometer ABBE

cenderung mengalami kenaikan, baik semakin lama waktu pendifusian maupun

semakin tinggi konsentrasi ion pendifusi. Sedangkan hasil pengukuran persentase

transmitansi dengan menggunakan Ultra Violet-Visible Spectroscopy Double

Beam Shimadzu 601 PC dengan panjang gelombang 200 nm -1000 nm

memberikan informasi bahwa semakin lama waktu pendifusian dan semakin

tinggi konsentrasi ion pendifusi sehingga menyebabkan berkurangnya nilai

transmitansi. Jumlah mode gelombang yang diperoleh dari hasil lapisan tipis yang

terbentuk dengan menggunakan metode prisma kopling adalah:

Untuk kaca yang didifusi dengan konsentrasi 50 % mol KNO3 pada

suhu 3050C

a. Waktu pendifusian 25 menit, jumlah mode gelombang 9 mode.

b. Waktu pendifusian 100 menit, jumlah mode gelombang 7 mode.

c. Waktu pendifusian 225 menit, jumlah mode gelombang 13 mode.

d. Waktu pendifusian 400 menit, jumlah mode gelombang 12 mode.

e. Waktu pendifusian 625 menit, jumlah mode gelombang 9 mode.

f. Waktu pendifusian 900 menit, jumlah mode gelombang 21 mode.

Untuk kaca yang didifusi dengan konsentrasi 70 % mol KNO3 pada

suhu 3350C

a. Waktu pendifusian 25 menit, jumlah mode gelombang 18 mode.

b. Waktu pendifusian 100 menit, jumlah mode gelombang 11 mode.

c. Waktu pendifusian 225 menit, jumlah mode gelombang 11 mode.

d. Waktu pendifusian 400 menit, jumlah mode gelombang 6 mode.

48

e. Waktu pendifusian 625 menit, jumlah mode gelombang 14 mode.

f. Waktu pendifusian 900 menit, jumlah mode gelombang12 mode.

Kedalaman difusi yang diperoleh dari hasil penelitian adalah:

Untuk kaca yang didifusi dengan konsentrasi 50 % mol KNO3 pada

suhu 3050C

a. Waktu pendifusian 25 menit, kedalaman difusi sebesar 51.570 μm.

b. Waktu pendifusian 100 menit, kedalaman difusi sebesar 28,358 μm.

c. Waktu pendifusian 225 menit, kedalaman difusi sebesar 50,212 μm .

d. Waktu pendifusian 400 menit, kedalaman difusi sebesar 44,375 μm.

e. Waktu pendifusian 625 menit, kedalaman difusi sebesar 31,974 μm .

f. Waktu pendifusian 900 menit, kedalaman difusi sebesar 89,678 μm.

Untuk kaca yang didifusi dengan konsentrasi 70 % mol KNO3 pada

suhu 3350C

a. Waktu pendifusian 25 menit, kedalaman difusi sebesar 94,219 μm.

b. Waktu pendifusian 100 menit, kedalaman difusi sebesar 33,230 μm.

c. Waktu pendifusian 225 menit, kedalaman difusi sebesar 36,405 μm.

d. Waktu pendifusian 400 menit, kedalaman difusi sebesar 19,226 μm.

e. Waktu pendifusian 625 menit, kedalaman difusi sebesar 54,113 μm.

f. Waktu pendifusian 900 menit, kedalaman difusi sebesar 108,809 μm.

5.2 Saran

Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, maka disarankan untuk

Melakukan pertukaran ion dengan cara pendifusian selain dari KNO3, perbaikan

pada alat prisma kopling sehingga semua sudut-sudut yang terpandu bias terukur

serta diadakan pengulangan pendifusian untuk setiap perlakuan agar diperoleh

data-data yang lebih akurat.

49

DAFTAR PUSTAKA

Almeida, R.M., 2005, Optical and Photonic Glasses, IMI for New Fuctionality in

Glass, lehigh University, http:/rm1.cc.lehigh.edu:8080/dept/IMI/OPGpdf.

Bahtiar, A., Fitrilawati., Yuliah , Y., Joni, M., 2006, Fabrikasi Dan Karakterisasi

Pandu Gelombang Planar Polimer Terkonjugasi, FMIPA, Universitas

Padjajaran.

Cisco, 2001, Fundamentals of DWDM Technology, http://www. cisco.com/

univercd/ cc/ td/ doc/ product/ mels/ cm 1500/ dwdm dwdm_ovr. htm #

wp1021853

Hendayana, S., 1994, Analitik Instrumen Kimia, IKIP semarang Press: Semarang.

Hendriyana, Y.F., 2006, Mengenal Komunikasi Serat Optik, ISP Terasnet

Wireless Internet. http://yulian.firdaus.or.id/2006/11/21/fiber-optik/,

[akses: 10 Juli 2009].

Keiser, G., 2000, Optical Fiber Communications, Third Edition, The Mc Graw-

Hill Companies Inc., Usa.

Maryanto, J., 2008, Studi Sifat Optic Lapisan Tipis Berpola Graded Index Pada

Kaca Nd:Alumunium Fluoride Yang Dibuat Dengan Metode Pertukaran

Ion, Jurusan Fisika FMIPA, Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Moller, K. D., 1988, Optics, University Science Books, Mill Valley, California,

USA.

Najafi, I. S., 1992, Introduction to Glass Integrated Optics, Artech House Inc.,

Boston London.

Pedrotti, F. L. and Pedrotti, L. S., 1993, Introduction to Opticcs, Second Edition,

Prentice-Hall International Inc., USA.

Pereira, M, B., Pelli, S., Rifhini, G, C., and Horowitz, F., 2002, K+/Ag+ Ion-

Exchanged Glass Waveguides: Concentration And Graded-Index Profile

Analysis From EDS, M-Line And DNS Measurements, Annals Of

Optics.Letters.XXV ENFMC

50

Salavcova, 2004, Planar Optical Waveguide In Newly Developed Er: Silicate

Glasses: A Comparative Study Of K+ And Ag + Ion Exchange, Tcheque

Republique. Letters. Vol.49, N1pp.53-57

Shelby J.E, 1997. Introduction to Glass Science and Technology, The Royal Chemistry, USA.

Tien, P. K., 1969, Modes Propagating Light Waves in Thin Deposited

Semikonductor Films, Applied Physics Letters, Vol. 14, p.291-294

Tim Elektron HME-ITB, 2000, Sistem Komunikasi Serat Optik.

http://www.elektroindonesia.com/elektro/el0400b.html,[akses: 12 Juli

2009]

Ulrich, R., Torge, R., 1973, measurement of thin film parameters with a prisma

coupler, Applied Optic.Letters.Vol.12, 2901

Yliniemi, S., 2007, Studies on passive and active ion-exchanged Glass

waveguides and devices, Department of Electrical and Communications

Engineering Micro and Nanosciences Laboratory, Helsinki

51