ANALISIS PERGESERAN
9JATU BAHAN DENGAN INTERFEROMETER
Sigil Hariyanlo,
Budi Sanlosa,
Pusal Penelilian
Nuklir
METODE HOLOGRAFI
Lely Susila
Yogyakarta
ABSTRAK Tel ah diama ti obyek yang mengal ami per geser an dengan metoda holografi interferometer penyinaran ganda. Obyek berupa pelat baja diletakkan vertikal. Ujung bawah diikal dengan sebuah sek rup, sedangk an uj ung at as dapa l di geser dengan menggunakan mikrometer. Sebelum perekaman ke dua dilakukan pergeseran bagian ujung alas pelal baja secara legak lurus. Pola pola frinji bayangan akan terlihal pada ",'aklu rekonslruksi holografi. Dari hasil perhilungan jumlah frinji dapat di tentukan besaran pergeseran benda. Pergeseran pelal baja lerkecil yang dapal dilakukan 25 ~m, dan jumlah f rinji yang ter1iha l adal ah 18. Per ek aman di 1ak uk an dengan plal !~ilm kecepatan tinggi. lipe 132-02 dengan waktu perekaman 0,01 detik. Metode tersebut dapal digunakan unluk mengamali perubahan sualu benda secara kuanlitatif. ABSTRACT Object deformation has been observed by using holography interferometry double exposure method. The object consists of vertical steel bar fixed at its lower end by screwing it to a stable mount. The top of the bar is supported by a micromeler slides. Bel ween the two exposures of hologram a micromeler change is applied at the top of the bar. The fringe pallern could be seen on lhe reconstruclion hologram. The magnilude of lhe deformation can be found by the number of fringes. The smallest deformation of steel The Kodak bar is 5 pm, with number bf fr inges 18 lines. 132-02 high speed was used in the hologram recording, time exposure is 0.01 second. The method can be used to observe object deformation quantitalively.
I. PENDAHULUAN Holografi gunaan
holografi
interferometer dalam
yang sangat tinggi.
bidang
salah
pengukuran
dengan
Telah diketahul
cahaya tampak yang paling perubahan
merupakan
interferensi
pendek
dapal
bahwa
sekitar
mendeleksi
1
satu
panjang
peng-
ketelitian gelombang
5xl0-~ m, sedangkan perubahan
sampai
2
setengah
panjang
ini mempunyai Suatu
gel ombangnya , hal tersebut
derajat
hologram
ketelitian akan
menunjukkan
sangat tinggi.
memberikan
informasi
cara
(j.>
tentang
obyek
yang
direkam dalam bentuk aslinya dari hasil difraksi Creference) terhambur dan diletakkan acuan film film. Plat harus dari jatuh pada waktu yang sama akan menghasilkan pola hol ogr am. obyek plat pada yang pada sarna yang yang Apabila pocahaya frinjberkas i pada pada
pola
i
sisi
tetap
dengan .
waktu
penY.lnaran.
antara
kedua
nyi nar an. konstan
mengabaikan
(z>
berkas
Salah
adalah
cahaya
satu
perkataan harus
keadaan
perbedaan
dan jejak hamburan pendek
Dengan
getaran
konstan
supaya
panjang
koherensi
jejak
cahaya
ganda, kali.
penyinaran Pertama
pol a frinji
kali
dari
belum dilakukan kedua
ubahan hingga
obyek
yang
muncul
kembali
acuan
tunggal
holo-
dan pe-
penyinaran
pad a plat film sebanyak obyek
untuk
dan
dilakukan
dengan
telah
untuk
proses
dengan
menghasilkan
berkas
obyek
melihat
pada
media
yang Tahap
setelah
hasil
rekonstruksi,
suatu gelombang
direkam
acuan
pada obyek. pada
dua
peryai tu
cahaya, perekam
seakan
bayangannya.
perekaman
kedua berkas
dalam membuat
atau pergeseran
kembali
jejak
interferometer
Selanjutnya
di 1akukan
disinari
Pada
berkas
menjadi
yang digunakan.
dilakukan
da~ perekaman
pergeseran.
obyek
hologram
suatu
perubahan
penyinaran
mengalami
penyinaran
pe-
plat film harus lebih
penyinaran
yang dikenakan
waktu
fase
antara
Ada dua met ode yang dapat digunakan grafi interferometer yaitu dengan nyi nar an ganda. Pada holografi
selama
hubungan
obyek yang mengenai
dari panjang
pada obyek sel ama lain hubungan fase
pertama,
sebesar
Cgambar
=
ei.{a.-b>x
plat la).
+
film
merekam
intensitas
u.>
e-i.{a.-b>x
+ 2
(1)
3
e b
\.o.x
i.bx
=in =hamburan = sudul dari berkas di k mana ~ s dalang aeuan sin {3 obyek eahaya obyek berkas berkas a
dengan {3 = sudul normal Pada persamaan lombang
dalang
hamburan
obyek pada
yang lerekam
berkas eahaya
(1) di alas ampliludo
aeuan diambil
obyek digeser kembal i
bidang normal
sebagai
saluan.
aeuan dengan
gelombang
lerjadi
perubahan
sebesar
~ + 6~.
Kemudian
f i1m
yang
obyek dan ge-
Pada perekaman
sehingga pi al
sudul berkas dilakukan
sarna Cgambar
1b).
eahaya
perekaman inlensi las
(2)
H
H
H
Gambar
ke dua
pada plal film adalah
~ =e i.(a+q-b>x +e -i.(a+q-b>x +c:.
a
bidang
b
c
1a. Perekaman berkas aeuan dan obyek pada plal film lb. Perekaman pada pial film selelah perubahan sudul le. Rekonslruksi pada hologram
4
60
q = k ( 6a.) c os 0 , Kalau
dilakukan
Y()
di mana hologram
menggunak an ber kas acuan
bal i dengan gelombang
rekonstruksi
yang didifraksikan
X
keci 1
=
e
kem-
disinari
~bx
(gambar
maka
1c),
menjadi
e ~bx +e ~ax +e -~(a-2b)x +e ~(a+q)x
4
(3)
e-~(a+q-2b)x
+
Suku ke dua dan ke empat bagian
sebelah kanan persamaan
menggambarkan
utama rekonstruksi
Y(x)
e~ax
=
Intensitas
dua muka gelombang +
e~(a+q)x
gelombang
IYCx)
12
=
Dal-i persamaan berubah-ubah berjarak
( 4)
rekonstruksi
(5)
2 + 2 cos qx (5)
terlihat
sesuai
i nt ensi tas
ubahan
(3)
dengan
bahwa
intensitas
perubahan
Secara
q.
ter1iha l sebagai
cahaya
bayangan
selalu
nyata
dengan
per-
frinji
satu sama lain,
(6) Pada benda
makalah
pada
holografi
salah
ini
penulis
akan
menyajikan
satu
ujungnya
yang
direkam
interferometer
penyinaran
pergeseran
dengan
metoda
ganda.
II. TATA KERJA DAN PERCOBAAN Pada percobaan da digunakan Physics
120B
dan
panjang
koheren
dilewatkan sehingga
interferometer
penyinaran
gan-
sumber cahaya dari dari laser He Ne model Spec-
tra
melakukan
holografi
yang
percobaan pada
mempunyai
30cm.
Adapun
ditunjukkan
cermin
panjang
gelombang
632,8
nm
peralatan unluk pad a gambar 2. Berkas laser
pemecah
susunan
berkas
berkas laser yang diteruskan
(beam
merupakan
splitter), berkas acuan
5
dan sebagian
dipanlulkan sebagai berkas obyek selelah dihamOia.meler berkas laser keeil dan lidak bur kan 01 eh obyek. homogen, pada
unluk memperbaiki
sislem
posilif dengan
spalial
dengan
yang
lerdiri
dari
dilewalkan
susunan
keeil
lensa
(pinhole)
25 ~m. S
He
filler
lersebul
titik api 14,8 mm dan lubang
diameler
Laser
benluk berkas
BS
L
A
c
Ne
78
em
p
23
em
c 69
Gambar
c
2. Susunan
peralatan
em
holografi
o L=
= = eermin 1ensa berkasP allennuator f ilm = = plal eermin pinhole pemeeah positif
H
r)
Oua buah eermin berka~ yang
cahaya
yang lerpasang yang
digunakan
menuju
untuk
interferometer obyek
digunakan
obyek
holografi
untuk mengatur Plat plat. film.
dan
inlerferome~er
adalah
arah film plat
holografi keeepalan linggi lipe 131-02 dengan dasar kaea btJalan pabrik Kodak, mempunyai daya pisah 1250 garis/mm dengan
lenaga
penyinaran
maksimum
2
erg/em.
5/8
lebal
la-
pi san 9 ~m. plat dapal plat
Unluk
mengalur
film
digunakan
dialur lipis
mulai dengan
lamanya rana
0,01
waklu
S (shutler)
sampai
ukuran
penyinaran
2,6
dan
1 delik. x
5,4
em,
yang
waklu
Obyek dimana
mengenai
penyinaran
ter bua t dar i salah
salu
6
uj ung
dapa l di geser
ditunjukkan
kali
interf'erensi
dilakukan
antara
hamburan
keadaan
menggunak an
mi kromeler
seper li
pada gambar 3.
Per lama
dari
dengan
obyek
berkas
obyek
percobaan
lasel- acuan
yang
terletak
dengan dengan
pad a
merekam
berkas
plat
obyek
f'ilm dengan
tetap.
e ,.
Gambar
---
3. Obyek yang digunakan
Lama waklu penyinaran.adalah sesuai
dengan
cahaya. bidang
Kemudian
lama
jejak
plat f'ilm apabila
dengan
menggunakan
berkas
cahaya
dan direkam 0,01
0,01 delik dengan
mengalur
dikenai
ujung salah salu obyek digeser
permukaan
perbedaan obyek
kemampuan
untuk percobaan
mikromeler
legak lurus sehingga
ada
hamburan
lagi pola inlerf'erensi pad a plal
f'ilm se-
Pada
ini telah dilakukan
percobaan
penggeseran
berasal
inlensilas
dari
detik.
yang
rana
holograf'i inlerf'eromeler
obyek 5 ~m, 10 ~m, 15 ~m, 20
~m, dan 25 ~m. Pada percobaan
holograf'i perlu
ruangan
gelap
dar i gelar an dar i 1uar .
Un luk menga lasi nya
bualan
Corporalion
Newporl
berdasarkan an oplik
Research
penumalik
yang
lain
dengan
seperli
lekanan lempal
yang
dan bebas
di gunak an me ja sislem
ker janya
udara 13 psi.
Peralal-
cermin,
lempal
lensa
po-
7
sitif. pada
tempat meja
obyek dan tempat plat film supaya dapat mantap
digunakan
pada permukaan Setelah
magnetic
base
proses
a. Pengembangan
perekaman,
segera
plat film yang sudah
dilakukan
proses
sebagai
developer
terus menerus.
dengan menjaga suhu antara 18 - 21 dimasukkan
dalam
air yang
Pada
pr oses ini per ak hal ida pada
perek am
yang
sudah
dikenai
cahaya
akan
D-19
Proses
°c,
mengalir
det ik .
ini
kemudian
selama
30
emul si medi a
membentuk
butir perak yang halus dengan susunan tertentu, berfungsi
merekam
pencucian
dalam larutan
+ 5 menit dan digoyang
film
kuat
adalah proses penimbulan gambar, pada proses
ini plat film yang direndam
plat
melekat
(developing)
Pengembangan
dilakukan
dapat
meja.
pola pola frinji ber ikut :
selama
yang
buti r
yang akan
sebagai kisi difraksi pada waktu rekonstruksi.
b. Fixing Pada
proses
ini plat film
F-5
selama
itu
dimasukkan
Fixer
ini
menjadi
III.
5 menit
dan
direndam
digoyang
dalam
terus
selama 30 detik dalam
bertujuan
untuk
membuat
larutan
menerus.
air yang
emulsi
tidak reaktif terhadap intensitas
fixer
setelah
mengalir.
media
perekam
cahaya.
HASIL DAN PEMBAHASAN Untuk memperoleh
bayangannya
pada
pola frinji yang dapat dilihat
waktu
rekonstruksi
diperlukan
kembali
plat
film
yang mampu merekamnya. Pada percobaan holografi interferometer metode perekamannya sarna dengan metode perekaman holografi
transmisi
sahnya
tinggi .
milimeter dapat
yang
dan tidak memerlukan
plat film yang daya pi-
Daya pisah adal ah juml ah gar is masih
dapat
dipisahkan
media
sej aj ar per
perekam.
atau
dituliskan v =
l/d
(7)
8
Jarak
frinji
d
merupakan
obyek dan berkas d = X/Csin
hasil
inlerferensi
anlara
berkas
aeuan.
(8)
0 - sin ~)
di mana : x = panjang gelombang
Pada
berkas
laser
a = sudul anlara berkas
obyek dengan
~ = sudul
anlara berkas
aeuan dengan normal
pereobaan
yang
dilakukan
X=6328
normal
~. 0=19°. ~=-19°. maka
diperoleh. d = 971.89 10
-6
mm
v = 1029 garis/mm Jadi pIal film digunakan dalam Pada hologram le. saal
lipe 132-02 masih pereobaan ini.
proses dengan
Hasil
rekonslruksi
rekonslruksi
ASA 100 dilunjukkan
Gambar
yang
dengan
merekam
dilakukan·
berkas aeuan seperli
pengamalan
mampu
jalan
menggunakan
pada gambar
4. Pergeseran
dengan
dilunjukkan memolrel film
dan
menyinari pada gambar
bayangan
hi lam
4.
5 ~m dan 10 ~m
dapat.
pada
pulih dengan
9
Oari gambar
di atas terlihat
jadi
ter1iha t frinj i pada
Pada
bagian
rapat
bayangan
dibandingkan
Hal ini sesuai perubahan bagian
bawah
mengal ami
at.as jarak
bagian
persamaan
bahwa
ditunjukkan
..
per geser an.
frinjinya
bayangan
(6)
yang ter-
sebelah pada
lebih bawah.
bagian
lebih besar dibandingkan
alas
dengan
benda asli. pertama
penggeseran
laser yang dipantulkan
a I
yang
benda
berkas
laser
dipantulkan
dari ujung obyek ke arah plat film.
an dilakukan
-
sebelah
arah berkas benda
Pad a penyinaran sontal
benda
dengan
dengan
bahwa bayangan
pada ujung
dibelokkan
benda
hori-
Set.elah perekamsebesar
turun sebesar
¢, berkas
2 ¢, seperli
pada gambar 5 .
1
1 H
H
a
P
Gambar 5. Penyinaran berkas sesudah pergeseran. Pembelokan
berkas
turun dengan
laser
pada
jarak
obyek s~belum
h, atau
dapat
dan
dit.ulis-
k an (3)
(9)
h = L sin 2¢ = L 2d/l dl mana : L = jarak ant.ara obyek dengan d = pergeseran
plat film
pada ujung obyek
1 = ti nggi obyek
10
Sesudah direkonslruksi
frinji bayangan
nyala
dari obyek ler-
lihat dengan jarak ~
=
A/sin 2¢ = Al/2d
jumlah frinji bayangan
n,
n = l/f,. = 2d/".
Cl0)
Pada pereobaan
yang lelah dilakukan
akan
diperoleh
harga
atas
untuk
sesuai 5.
n = 18 dan
pergeseran
dengan
5
33, sehingga
hasil pereobaan
ini disebabkan
pergeseran Hasil
adalah
hasil
pada
49 untuk pergeseran
15
25
pada
gambar
yang terlihat
bagian
Hal
yang
li dak
tidak
dapal
bayangannya
langsung
di-
lerlalu
jumlah
dan unluk
J.lm,
di
dihasilkan
perhitungan.
J-!m
frinji
seeara
~m
wak tu per geser an obyek.
dan
karena
pengamalan
yang
jumlah frinji
J.lm
20 ~m,
J.lm,
perhilungan
lerlihal
pemotret.an ada
potret dengan film biasa, rapat.
seperti
kelengJ-: ungan 15
Dari
frinji
3 dengan
pad a waktu
jel as atau adanya Vntuk
10
ada perbedaan
36.
jumlah
J.lm
Tetapi pada pergeseran
d = 5,7 ~m dan 11,4
frinji
pergeseran
yang
lain tidak dapal dihilung.
I V. KESI MPULAN DAN SARAN Dari hasil pereobaan Dengan menggunakan yang
mempunyai
holografi
plat film keeepatan
daya
pisah
interferometer
- Melode holografi lakukan
dapal disimpulkan
dengan
1250
dua
kali
an
benda
dengan
orde
0, 5
berapa panjang gelombang.
:
tipe
132-02
dapa l
mer ek am
ganda. ganda
perekaman/pergeseran
Jarak anlar frinji berbanding benda. selanjulnya
i
penyinaran
suatu benda yang keeil sekali seeara
Unluk penelitian
tinggi
gar s/mm
penyinaran
interferomeler
bahwa
kuanlitalif.
terbalik sebaiknya
panj ang
yang dikerusakan
dengan dilakukan
gelombang
pergeseran pergesersampai
be-
11
UCAP AN TERI MAKASI H Pada
kesempa~an
ini
penulis
kepada par.4 ~eknisi Kelompok hingga ~erselesaikan
mengucapkan
Fisika
penulisan
~erimakasih
A~om yang ~elah memban~u
makalah
ini.
ACUAN 1. Ho .•••. ard M. Smi~h, "Principles Of Holography", a Wiley In~erscience publica~ion, John Wiley & Sons, 1975. 2. Ni 1s Abr amson , "The holo Di agr am : a Prac~ical Devise for Mak ing and Eval ua ~ion Hol ogr ams" , Applied Op~ics, vol 8, No.6, 1969.
3.
Nils Abramson, "The Making And Evalua~ion Academic Press, Ne .•••. York, 1981.
4.
ColI ier . Rober~, J., Burkhar~ Chris~oph B, "Op~ical York, 1977. gr aphy" , Academic Press, Ne .•••.
of Hologram", Holo-
TANYA JAWAB
f.
S-umar
t ono
Apakah pernah
dicoba
untuh
per8eseran
hron,
dan hasi~ rum.bai-rum.bai nya ba8aimana ?
CfrinjiJ
huran8 dari 5 midiuhur dan hasi~-
JAWABAN Be~um. pernah
dicoba
den8an per8eseran
~ebih
heci~
dari
5
yan8 bisa m.en88eser ~m, harena hita be~um. punya pera~atan ~ebih hec i ~ dari 5 ~m. Ada pera~atan buatan Newport yai tu U~trareso~ut ion Posi t ioner wi th Readout yan8 m.empunya i
reso ~us i sam.pai be~um. hi ta miL ihi.
c. ,T.
0, 0f
~m., tetapi
a~at
tersebut
Gint in8
Apakah ada suatu acuan untuh dipero~eh cuhup baih ?
m.enyatahan bahwa. hasi L yan8
12
JAWABAN
TidaR ada acuannya, tetapi kaLau hoLo8ram yan8 dihasiLkan direkontr~i den8an m.enyinari berkas cahaya ac'Uan, Remudian jeLcrs jeLas, 3.
Ta'Ulik
terLihat
Irinji
bayan8an
yan8
terpisah
dan diloto den8an Ii Lm biasa Chi tam p'Utih) maka hasiLnya dikatakan cuk'Up baik.
den8an terL ihat
Bey
UntuR m.endapatkan perbandin8an, apakah pernah dicoba m.en8gunakan Ii Lm kecepatan t in88i t ipe yan8 Lain dari yan8 digunaRan.
KaLa'U pernah
ba8aimana
hasiLnya
?
JAWABAN
BeL'Um pernah,
tetapi
daLam m.emb'UathoLo8ram,
setiap
pLat
memp'Unyai kemamp'Uan menerima tena8a Ii Lm yan8 digunakan maksimum CU), ma'Up'Un m.emp'Unyai kemamp'Uan memisahkan 11. Cdaya
pisah)
tertent'U.
Besar
penyinaran dan j1.llT!.Lahintensitas obyek .. KaLa'U wakt'U penyinaran yan8 diperoLeh 8eLap sekaLi, nyinaran terLaL'U pendek t idak
U dipen8ar'Uhi cahaya
oLeh wakt'U
ac'Uan dan cahaya
terLaL'U panjan8 hOLo8ram tetapi kaLa'U waktu peada poLa Irinji yane te-
rekam. SeLain i t'U daya pisah v dipenearuhi oLeh s'Ud'Ut KaLa'U s'Ud'Ut datan.8 datan8 cahaya ac'Uan dan cahaya obyek. terLaL'U besar, maRa pLat Ii Lm tidaR mamp'Umerekam jaraR Irinji
yan8
terjadi.
