Pengembangan Optical Component Analyzer (OCA) System Berbasis Broadband Amplified Spontaneous Emission (ASE) Source untuk Karakterisasi Komponen Optik Pasif Oleh : Rionda Bramanta Kuntaraco
NRP. 2408 100 003
Pembimbing : Dr. Bambang Widiyatmoko M.Eng dan Dr. Ir. Sekartedjo M.Sc SEMINAR & SIDANG TUGAS AKHIR, 30 MEI 2012
Latar belakang Transmisi data menggunakan serat optik berkembang pesat Banyak komponen optik pasif yang digunakan Diperlukan karakterisasi spesifikasi panjang gelombang komponen optik pasif SEMINAR & SIDANG TUGAS AKHIR, 30 MEI 2012
Metode karakterisasi komponen optik pasif terdahulu Secara Tidak Langsung
Metode Numerik Finite element, beam propagation, etc
Kalkulasi Rumit Optical properties dari material harus diketahui Tidak Praktis
Secara Langsung
SEMINAR & SIDANG TUGAS AKHIR, 30 MEI 2012
Metode karakterisasi komponen optik pasif secara langsung MENGGUNAKAN OPTICAL COMPONENT ANALYZER (OCA)
KONFIGURASI OCA KONVENSIONAL Untuk skala broadband : - Desain rumit - Respon Lambat - Mahal
- Sistem mekaniknya kompleks - Mahal
SEMINAR & SIDANG TUGAS AKHIR, 30 MEI 2012
Metode karakterisasi komponen optik pasif secara langsung MENGGUNAKAN OPTICAL COMPONENT ANALYZER (OCA)
KONFIGURASI OCA KONVENSIONAL
DESAIN OCA YANG DIUSULKAN SEMINAR & SIDANG TUGAS AKHIR, 30 MEI 2012
Rumusan masalaH & TUJUAN RUMUSAN MASALAH Bagaimana merancang model alternatif optical Component Analyzer (OCA) system berbasis broadband amplified sontaneous emission (ASE) source untuk karakterisasi komponen optik pasif
TUJUAN Merancang dan membuat Optical Component Analyzer (OCA) system berbasis broadband ASE source untuk karakterisasi komponen optik pasif yang lebih murah dan cukup akurat dibanding sistem OCA konvensional SEMINAR & SIDANG TUGAS AKHIR, 30 MEI 2012
Batasan masalah 1. Karakteristik komponen optik pasif yang diukur adalah panjang gelombang 2. Komponen optik pasif yang dilakukan karakterisasi adalah Fiber Bragg Grating K094-030 dan K117-061. 3. Tunable optical filter yang digunakan memiliki skala pergeseran 0,5 volt dan 0,1 volt 4. Digunakan optical spectrum analyzer (OSA) ANDO AQ63128 untuk pengamatan spektrum 5. Digunakan power meter ANRITSU ML9002A untuk mengukur daya optik SEMINAR & SIDANG TUGAS AKHIR, 30 MEI 2012
Tinjauan pustaka Amplified Spontaneous Emission (ASE) Cahaya emisi spontan, yang teramplifikasi secara optik dengan emisi stimulasi pada suatu media penguat.
SEMINAR & SIDANG TUGAS AKHIR, 30 MEI 2012
Tinjauan pustaka Broadband ASE Source
Spektrum ASE untuk media penguat erbium-doped fiber
SEMINAR & SIDANG TUGAS AKHIR, 30 MEI 2012
Tinjauan pustaka Pumping System ASE : Laser Dioda Tersusun atas semikonduktor tipe-p dan tipe-n
Karakteristik Laser Dioda terhadap Arus Injeksi dan Temperatur SEMINAR & SIDANG TUGAS AKHIR, 30 MEI 2012
Tinjauan pustaka Tunable Optical Filter Broadband ASE Source
Principle Work Applied Voltage
Tunable Optical Filter
Tinjauan pustaka Tunable Optical Filter PZT Material Piezzoelektrik L = dV Free Spectral Response (Δλ)
Finesse = Δλ / δλ Puncak transmisi dapat diaturberdasarkan tegangan masukan yang diberikan ke material piezzoelektrik
Tinjauan pustaka Fiber Bragg Grating (FBG) Serat optik dengan variasi indeks bias secara periodik yang akan merefleksikan spektral panjang gelombang tertentu Center of Reflected Wavelength (λ B)
Wavelength Shifting because of Temperature
Bandwidth (Δλ)
Desain lengkap OCA yang diajukan
Simple Measurement System and Cheap SEMINAR & SIDANG TUGAS AKHIR, 30 MEI 2012
Hasil karakterisasi Broadband ASE Source Daya puncak keluaran ASE Sebagai Fungsi Arus Injeksi Laser Dioda
Spektrum ASE Teoritis
Spektrum ASE Diamati dengan OSA
Hasil karakterisasi Tunable Optical Filter : Skala Geser 0,5 Volt Respon Linier
Pada 1515,17 – 1557,75 nm RMSE : 1,222 nm Pada C-band Area (1530 – 1557,75 nm) RMSE : 0,652 nm
SEMINAR & SIDANG TUGAS AKHIR, 30 MEI 2012
Hasil karakterisasi Tunable Optical Filter : Skala Geser 0,1 Volt Respon Linier
Pada 1514,93 – 1562,91 nm RMSE : 0,629 nm Pada C-band Area (1530 – 1562,91 nm) RMSE : 0,584 nm Error lebih kecil
SEMINAR & SIDANG TUGAS AKHIR, 30 MEI 2012
Hasil karakterisasi Broadband ASE Source dengan OCA yang Didesain Hasil Karakterisasi dengan OCA
Hasil Karakterisasi dengan OSA
SEMINAR & SIDANG TUGAS AKHIR, 30 MEI 2012
Hasil karakterisasi FBG tipe K094-030 FBG K094-030 (Spesifikasi : 1552 nm, Temperatur 20°C)
Dengan OCA Hasil : 1551,80 nm
Dengan OSA Hasil : 1551,55 nm
SEMINAR & SIDANG TUGAS AKHIR, 30 MEI 2012
Hasil karakterisasi FBG tipe K117-061 FBG K117-061 (Spesifikasi : 1550 nm, Temperatur 20°C)
Dengan OCA Hasil : 1550,04 nm
Dengan OSA Hasil : 1549,62 nm
SEMINAR & SIDANG TUGAS AKHIR, 30 MEI 2012
kesimpulan 1. Sistem OCA yang dirancang dapat menentukan karakteristik panjang gelombang komponen optik pasif pada daerah 1514,91 – 1562,93 nm. 2. Pada daerah C-band, sistem OCA yang dirancang menggunakan tunable optical filter dengan skala pergeseran 0,5 volt memiliki error yaitu 0,652 nm. Untuk penggunaan tunable optical filter dengan skala pergeseran 0,1 volt diperoleh error lebih kecil yakni 0,584 nm. 3. Karakterisasi FBG tipe K094-030 dengan menggunakan sistem OCA memberikan nilai 1551,80 nm sedangkan spesifikasi dari pabrikan yakni 1552 nm. SEMINAR & SIDANG TUGAS AKHIR, 30 MEI 2012
Kesimpulan (Lanjutan) 4. Karakterisasi FBG tipe K117-61 dengan menggunakan sistem OCA memberikan nilai 1550,04 nm sedangkan spesifikasi dari pabrikan yakni 1550 nm. 5. Nilai error pengukuran dengan sistem OCA yang dirancang dapat disebabkan akurasi tunable optical filter yang digunakan, suhu saat pengukuran dan kondisi komponen yang diuji.
SEMINAR & SIDANG TUGAS AKHIR, 30 MEI 2012
THANK YOU.....
SEMINAR & SIDANG TUGAS AKHIR, 30 MEI 2012
