Perancangan Prototipe Biosensor Serat Optik Berbasis pada Metode Evanescent Wave Coupling

Perancangan Prototipe Biosensor Serat Optik Berbasis pada Metode Evanescent Wave Coupling Steward Augusto1, Purnomo Sidi Priambodo2 Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik Universitas Indonesia Depok, Indonesia [email protected], [email protected]

Abstrak Kemampuan membawa informasi dengan kecepatan tinggi serta bentuk silindris yang berukuran kecil dan fleksibel menjadi alasan meningkatnya penggunaan serat optik. Kelebihan-kelebihan dari media transmisi cahaya ini memungkinkannya dikembangkan untuk aplikasi di bidang lain. Aplikasi serat optik yang telah banyak dilakukan penelitian adalah aplikasi serat optik sebagai sensor. Penelitian serat optik sebagai sensor ini terus berlanjut terutama dalam bidang kesehatan, di mana diinginkan sebuah alat yang dapat memberikan peringatan jika terdapat suatu jenis bakteri pada ruang lingkup tertentu, yang disebut biosensor. Penelitian diawali dengan melakukan pendeteksian untuk larutan sederhana yang terus dilanjutkan hingga mencapai tingkat bakteri. Beberapa konfigurasi biosensor telah diteliti, antara lain: metode surface plasmon resonance dengan prinsip coupling menggunakan prisma ataupun diffractive optics dengan menggunakan prinsip grating coupler. Sedangkan pada penelitian ini dirancang sebuah konfigurasi untuk prototipe biosensor menggunakan dua buah serat optik berjenis multimode berbasis pada metode evanescent wave coupling yang telah mampu mendeteksi keberadaan suatu larutan. Konfigurasi sensor ini dirancang dengan mengupas sebagian cladding pada ujung serat optik pertama sebagai media transmisi cahaya sumber, dan mendekatkan core (tanpa cladding) serat optik kedua sedemikian rupa sehingga proses evanescent wave coupling terjadi. Daerah persinggungan kedua inti serat optik ini menjadi sensing area. Jika ada suatu senyawa dengan indeks bias tertentu menempel pada sensing area ini, akan menyebabkan perubahan daya output yang diukur. Prinsip kerja seperti inilah yang menjadi dasar pendeteksi adanya suatu unsur di daerah sekitar biosensor serat optik tersebut diletakkan.

Fiber Optic Biosensor Prototype Design Based on Evanescent Wave Coupling Method Abstract Having an ability to transmit information with high speed and a small, flexible, cylindrical shape make fiber optic is often used. Its advantages allowed the development of its application in various field. An application of fiber optics which is mostly done research is the application of fiber optic as a sensor. This research keeps continuing, especially in medical field to obtain a device which is able to give alerts if there is a bacterial colony in a particular area. This device is usually called a biosensor. Research was firstly started by detecting some simple solution, then it continues with an advanced development reaching the bacterial level. Some configurations have been set in these researches, such as: surface plasmons resonance method using a prism coupling principle, or diffractive optics method with a grating coupler principle. In this research, a prototype of biosensor using two multimode fiber optics based on evanescent wave coupling method has been designed and it can detect the existence of some solution. The configuration is designed by removing some cladding on first fiber which is used to transmit the source light and juxtaposing another un-cladded core of the second fiber such that evanescent wave coupling process happened. The intersection area between these fiber optics is the sensing area. If there is a substance with a certain refractive index attach to this sensing area, it will lead to the changes in the measured output power. This principle underlies the detection some substances around the areas where the biosensor is placed. Keywords: Fiber Optic, Refractive Index, Biosensor, Overlapping Coupling Area, Evanescent Wave Coupling.

Perancangan Prototipe..., Steward Augusto, FT UI, 2013

PENDAHULUAN Sekitar akhir tahun 1950-an dan awal tahun 1960-an, laser ditemukan dan memotivasi para peneliti untuk mempelajari kemampuan dari serat optik sebagai media transmisi cahaya (laser) untuk bidang komunikasi, sensing, dan berbagai aplikasi lainnya. Pemakaian serat optik menjadi sangat berguna di berbagai bidang, hal ini disebabkan karena kelebihankelebihan serat optik sebagai media transmisi dibanding jenis kabel lainnya, antara lain[1]: ukuran yang kecil, ringan, kekebalan akan electromagnetic interference (EMI), bersifat pasif, memiliki tingkat atenuasi yang rendah, dapat digunakan pada suhu tinggi, dan memiliki sensitivitas yang tinggi. Waktu dan tuntutan zaman yang semakin berkembang membuat serat optik telah banyak dikembangkan melalui penelitian-penelitian terutama untuk aplikasi sebagai sensor[2]. Penelitan mengenai biosensor ini sendiri telah dimulai cukup lama, yaitu sekitar tahun 1916 terdapat laporan pertama mengenai protein dengan melihat penyerapan suatu enzim pada arang aktif. Tetapi penelitian penggunaan serat optik sebagai biosensor baru dimulai 50 tahun setelahnya sampai pada tahun 1975, Lubbers dan Opitz telah mendeskripsikan sebuah sensor serat optik untuk mengukur karbondioksida ataupun oksigen. Penelitian sensor menggunakan serat optik ini terus berlanjut untuk berbagai unsur dan keperluan lain, seperti pengukuran pH suatu zat, sensor untuk glukosa, dan juga sensor untuk mikroba. Melihat bahwa serat optik telah menjadi media transmisi data yang banyak digunakan karena kelebihan–kelebihannya dibanding media transmisi lain, keberadaan sensor menggunakan serat optik ini menjadi kebutuhan yang cukup penting saat ini. Contoh kasus, kebocoran suatu bahan pada sebuah pabrik tentu akan menimbulkan kerugian. Sebuah ruangan yang steril dan bebas dari segala macam bakteri negatif tentu diperlukan, terutama untuk ruangan-ruangan kesehatan ataupun ruang pertemuan untuk rapat-rapat penting. Dengan dasar itulah maka penulis bermaksud untuk merealisasikan suatu “Perancangan Prototipe Biosensor Serat Optik Berbasis pada Metode Evanescent Wave Coupling”. Pembuatan alat ini memiliki tujuan akhir untuk dapat mendeteksi suatu zat/unsur kimia, bahkan suatu kumpulan bakteri tertentu di daerah sekitar tempat alat ini diletakkan. Prinsip kerja dasar dari alat ini yaitu dengan menggunakan prinsip transfer daya dengan metode evanescent wave coupling, jika ada senyawa lain dengan nilai indeks bias yang lebih tinggi dari udara menempel atau berada di sekitar konfigurasi coupling serat optik, maka hal


tersebut akan memengaruhi nilai coupling daya keluaran pada ujung serat optik. Dengan perubahan (peningkatan/penurunan) daya output ini, maka dapat terdeteksilah suatu senyawa yang menempel tersebut. Diharapkan dengan diketahuinya keberadaan senyawa itu, dampakdampak negatif yang mungkin timbul dapat dicegah dengan segera. TINJAUAN TEORITIS A. Serat Optik Serat optik merupakan salah satu media transmisi cahaya, berupa suatu material dielektrik yang terbuat dari gelas atau plastik yang mempunyai dimensi yang sangat kecil, transparan, dan fleksibel, yang kemudian dilindungi oleh lapisan-lapisan pelindung luar. Secara umum, serat optik terdiri dari beberapa lapisan: inti (core), kulit (cladding), serat penguat (strengthening fiber) dan pelindung (jacket). Penampang sebuah serat optik ditunjukkan pada gambar berikut:

Gambar 1 Serat Optik

B. Serat Optik sebagai Sensor Perkembangan serat optik memiliki peranan penting di berbagai bidang, terutama bidang telekomunikasi dan medis. Sensor serat optik memiliki beberapa kelebihan dibanding sensor pada umumnya, seperti: 1. Mudah untuk diintegrasikan kedalam berbagai variasi struktur karena memiliki ukuran yang kecil dan bentuk silindris 2. Tidak menghantarkan arus listrik 3. Memiliki kekebalan terhadap gangguan gelombang elektromagnetik dan gelombang radio 4. Sensitivitas tinggi 5. Tahan terhadap suhu tinggi


C. Intensity-type Fiber Optic Sensors Using Evanescent Wave Coupling Salah satu aplikasi dari sensor serat optik adalah chemical atau biological sensor. Di mana tujuan dari sensor ini adalah mendeteksi keberadaan suatu senyawa kimia atau sekumpulan

bakteri

pada

daerah

sekitar

sensor

tersebut

diletakan.

Konfigurasi

chemical/biological sensor yang digunakan pada penulisan ini adalah “Intensity-type Fiber Optic Sensors Using Evanescent Wave Coupling”. Fenomena gelombang evanescent berawal dari fakta bahwa saat cahaya merambat melalui serat optik, tidak keseluruhan cahaya tersebut terkurung pada daerah inti serat optik, namun menjangkau ke daerah cladding di sekitarnya. Bagian gelombang cahaya di daerah sekitar cladding inilah yang disebut sebagai gelombang evanescent. Intensitas coupling antara kedua serat optik pada konfigurasi ini merupakan fungsi dari jarak antara inti kedua serat optik tersebut. Semakin dekat jarak antara kedua core, maka semakin besar intensitas coupling yang terjadi. Gambar 2 berikut menunjukkan konfigurasi dari sebuah sensor serat optik yang berbasis pada konsep evanescent wave coupling.

Gambar 2 Konfigurasi Sensor Serat Optik yang Berbasis pada Konsep Evanescent Wave Coupling

Cahaya ditransmisikan melalui serat optik pertama, yang merambat hingga mencapai daerah di mana inti serat optik kedua diletakkan dengan inti serat optik pertama sedemikian rupa sehingga bagian dari gelombang evanescent serat optik pertama masuk ke dalam daerah jangkauan serat optik kedua. Dengan demikian, terjadilah proses coupling gelombang evanescent. Ketika ditambahkan suatu larutan atau sekumpulan bakteri dengan nilai indeks


refraksi tertentu pada daerah antara kedua serat optik tersebut, hal ini akan menyebabkan perubahan selisih antara indeks refraksi inti serat optik dengan indeks refraksi medium sekitarnya. Perubahan ini berdampak pada perubahan bentuk dari gelombang evanescent. Semakin besar selisih antara indeks refraksi inti serat optik dengan indeks refraksi medium di sekitarnya, menyebabkan bentuk gelombang evanescent yang dihasilkan akan menyempit dan memiliki puncak yang tinggi. Sebaliknya, semakin kecil selisih antara indeks refraksi inti serat optik dengan indeks refraksi medium di sekitarnya, menyebabkan bentuk gelombang evanescent yang dihasilkan akan melebar dan lebih landai. Berikut ilustrasi dari fenomena tersebut:

Gambar 3 Ilustrasi Bentuk Gelombang Evanescent

D. Coupling antara Dua Waveguides Jika dua buah waveguides memiliki jarak yang cukup dekat sehinga kedua medan mereka saling tumpang tindih (overlap), cahaya dapat di-coupling dari satu waveguide ke waveguide yang lain. Berikut merupakan ilustrasi dari proses coupling antara dua waveguides:

Gambar 4 Ilustrasi Proses Coupling Antara Dua Waveguides

Perambatan daya cahaya untuk proses coupling ini terjadi secara berkesinambungan. Setelah 100% daya pada waveguide 1 berpindah (coupled) ke waveguide 2, dan jika masih terdapat persinggungan antara kedua waveguide, maka akan terjadi proses coupling daya kembali dari waveguide 2 ke waveguide 1, begitu seterusnya. Proses peng-coupling-an daya


tersebut (dengan asumsi tidak terdapat phase mismatch pada waveguide yang digunakan) dapat dilihat pada ilustrasi berikut:

Gambar 5 Ilustrasi Proses Coupling Daya 2 Buah Waveguides

Dengan asumsi bahwa terdapat 100% daya pada waveguide 1, maka daya yang di-coupling ke waveguide 2 dapat diperoleh dengan:

!! ! = !! sin!

!"!!

(1)

!

di mana L disebut juga overlapping coupling area dari kedua waveguide, P1 merupakan daya masukan, dan ! adalah panjang gelombang cahaya yang digunakan, sedangkan Δ! merupakan perbedaan indeks bias antara kedua medium.

Δ! = !! − !!

(2)

L a

Dari persamaan (1),

Gambar 6 Overlapping Coupling Area (L) dandicari Jarak Antar Optik (a) maka dapat nilaiSerat L (overlapping

coupling area) untuk nilai

transfer daya yang dikehendaki, yaitu:

!=

! !!!

sin!!

!! !!

(3)

Sebagai contoh, overlapping area yang dibutuhkan untuk meng-coupling 100% daya dari waveguide 1 ke waveguide 2 dapat dicari dengan persamaan:

!!""% =

! !!!

RANCANGAN DAN PERCOBAAN


(4)

Telah dibahas sebelumnya bahwa konfigurasi dari sensor serat optik yang digunakan pada penelitian ini adalah sensor serat optik dengan konsep evanescent wave coupling. Berikut adalah gambaran dari konfigurasi percobaan yang dilakukan:

Gambar 7 Ilustrasi Konfigurasi Percobaan

Gambar 8 Konfigurasi Percobaan dengan Alat

Dari konfigurasi tersebut, dilakukan proses pengukuran dan pengambilan data untuk nilai daya keluaran laser pada titik-titik berikut: •

Tanpa melewati serat optik

•

Setelah melewati serat optik pertama

•

Setelah melewati serat optik kedua dengan metode coupling o Variasi Overlapping Coupling Area §

L ≈ 2 cm

§

L ≈ 1 cm

§

L ≈ 5 mm

o Variasi Larutan Sampel § 5 gr gula pasir + 40 ml air (larutan gula 12,5%)

§ 10 gr gula pasir + 40 ml air (larutan gula 25%)

§ 15 gr gula pasir + 40 ml air (larutan gula 37,5%)


Berikut merupakan tabel data nilai indeks bias dari beberapa persentase larutan yang berbeda:

Tabel 1 Nilai Indeks Bias Larutan Gula

Dari nilai persentase larutan, dengan mengacu pada Tabel 1 di atas, didapatkan nilai indeks bias dari masing-masing larutan gula yang digunakan, yaitu: •

Larutan gula dengan persentase 12,5% memiliki nilai indeks bias ≈ 1,352

•

Larutan gula dengan persentase 25% memiliki nilai indeks bias ≈ 1,371

•

Larutan gula dengan persentase 37,5% memiliki nilai indeks bias ≈ 1,395

Serat optik yang digunakan pada penelitian ini memiliki spesifikasi sebagai berikut: •

Step-Index Multimode

•

Panjang serat optik

:1m

•

Diameter inti

: 50 µm

•

Diameter cladding

: 125 µm

•

Numerical Aperture

: 0,22

•

Indeks bias inti

: 1,475

•

Indeks bias cladding

: 1,458

•

Pig-tail, ujung satu dengan konektor FC, ujung lain tanpa konektor


Penggunaan serat optik berjenis multimode bertujuan untuk mempermudah proses terjadinya coupling karena memiliki diameter core yang relatif lebih besar dibanding jenis singlemode, sehingga sesuai untuk aplikasi sebagai sensor yang menggunakan prinsip coupling. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Data Hasil Percobaan Dari percobaan yang dilakukan dengan konfigurasi yang telah dijelaskan pada bab sebelumnya, didapatkan beberapa hasil berikut: •

Pengukuran Daya Laser Tanpa Melewati Serat Optik Dari pengukuran yang dilakukan didapatkan nilai daya laser HeNe yang digunakan sebesar 1,820 mW.

•

Pengukuran Daya Laser Setelah Melewati Serat Optik Pertama Pengaturan (adjustment) dilakukan pada serat optik pertama sehingga ujung dengan konektor dalam kondisi yang benar-benar saling berhadapan dengan laser. Pengukuran dilakukan setelah didapatkan daya keluaran tertinggi. Didapatkan angka yang terbaca pada optical power meter untuk pengukuran ini adalah sebesar 1,816 mW.

•

Pengukuran Daya Laser Setelah Melewati Serat Optik Kedua Pengukuran dan pengambilan data untuk daya keluaran serat optik kedua dilakukan pada 2 kondisi, yaitu pada kondisi terang (lampu ruangan dinyalakan) dan kondisi gelap (lampu ruangan dimatikan). Hal ini dilakukan dengan pertimbangan beberapa hasil pengukuran awal yang hanya menghasilkan output cahaya dengan intensitas yang sangat kecil, sehingga tidak terbaca nilai keluaran pada alat ukur. Karena itu, pada pengukuran ini, pengambilan data dilakukan dengan mengambil gambar (foto) dari ujung serat optik kedua, lalu kemudian membandingkan intensitas (terang/gelap) hasil satu dengan lainnya. o Variasi Overlapping Coupling Area §

(L) ≈ 2 cm Pada pengukuran untuk overlapping coupling area 2 cm ini, tidak terlihat adanya cahaya yang keluar pada ujung serat optik kedua pada kondisi lampu ruangan menyala maupun pada kondisi lampu ruangan dipadamkan.


§

(L) ≈ 1 cm Pada pengukuran dengan overlapping coupling area 1 cm, mulai terlihat ada setitik cahaya pada ujung serat optik kedua. Berikut hasil pengambilan gambar (foto) yang didapat:

Gambar 9 Hasil Keluaran Overlapping Coupling Area 1cm (a) Ruangan Terang, (b) Ruangan Gelap

§

(L) ≈ 5 mm Pengukuran untuk overlapping coupling area 5 mm ini juga tidak menghasilkan adanya cahaya yang keluar pada ujung serat optik kedua pada kondisi-kondisi percobaan yang dilakukan (ruangan terang dan gelap). Dari ketiga pengukuran variasi overlapping coupling area ini hanya

didapatkan hasil pada pengukuran dengan overlapping area sebesar 1 cm. Karena itu, untuk percobaan selanjutnya, yaitu percobaan dengan penetesan larutan sampel, hanya digunakan overlapping coupling area sebesar 1 cm. o Variasi Larutan Sampel §

Larutan Gula 12,5% Pada pengukuran ini terlihat adanya perubahan pada keluaran di ujung serat optik kedua. Terlihat cahaya keluaran yang dihasilkan lebih terang dibandingkan hasil pada Gambar 9.

(a)


Gambar 10 Hasil Keluaran dengan Sampel Larutan Gula 12,5%

§

Larutan Gula 25% Hasil yang hampir serupa juga didapatkan pada pengukuran ini. Terlihat adanya perubahan intensitas cahaya keluaran dibandingkan dengan keluaran tanpa larutan sampel Gambar 9.

Gambar 11 Hasil Keluaran dengan Sampel Larutan Gula 25%


§

Larutan Gula 37,5% Pada pengukuran ini, secara kasat mata terlihat hasil cahaya keluaran yang paling terang di antara hasil keluaran percobaan - percobaan sebelumnya.

Gambar 12 Hasil Keluaran dengan Sampel Larutan Gula 37,5%

B. Analisis dan Pengolahan Data •

Pengukuran Daya Laser Tanpa Melewati Serat Optik Hasil pengukuran daya laser yang didapat berada pada angka 1,820 mW. Sedangkan pada tulisan yang tertempel di badan laser, tertulis bahwa maximum output power dari laser HeNe tersebut mencapai 30 mW. Penurunan daya keluaran dari laser ini disebabkan antara lain karena waktu penggunaan laser (usia laser). Informasi yang didapat dari laboran laboratorium optoelektronika mengatakan bahwa laser HeNe ini sudah digunakan sejak belasan hingga hampir dua puluh tahun yang lalu. Hal ini menjadi salah satu penyebab menurunnya jumlah gas yang diperlukan untuk menggenerasikan cahaya laser, karena itulah daya keluaran yang dihasilkan juga jauh menurun.

•

Pengukuran Daya Laser Setelah Melewati Serat Optik Pertama Daya hasil transmisi pada serat optik pertama menunjukkan angka 1,816 mW pada alat ukur. Terjadi penurunan sebesar 4 µW saat cahaya melewati serat optik pertama. Penurunan ini disebabkan oleh beberapa rugi-rugi yang terjadi, antara lain:


lateral offset losses, angular misalignment losses, longitudinal separation losses antara pancaran laser dengan serat optik pertama, dan bending losses. Lateral offset losses, angular misalignment losses, longitudinal separation losses terjadi pada daerah ujung serat optik pertama yang diatur berhadapan dengan laser. Rugi-rugi ini dapat terjadi karena pengaturan (adjustment) serat optik yang dilakukan bersifat manual dengan perkiraan mata manusia, tidak menggunakan suatu alat yang bisa dengan akurat menyelaraskan serat optik dengan laser dalam posisi face to face. Sedangkan untuk bending losses, rugi-rugi ini dapat terjadi karena serat optik yang digunakan untuk mentransmisikan cahaya mengalami pembengkokan, yang disebabkan karena peletakan ujung serat optik yang terlalu tinggi (di atas holder), maupun karena proses penggulungan serat optik pada saat penyimpanan sebelum digunakan. •

Pengukuran Daya Laser Setelah Melewati Serat Optik Kedua o Variasi Overlapping Coupling Area Dengan menggunakan persamaan (1) dan (2), dapat ditentukan daya keluaran pada serat optik kedua yang merupakan hasil proses coupling daya dari serat optik pertama, dengan daya input (P1) adalah daya keluaran pada serat optik pertama. Pada percobaan ini, tidak digunakan larutan sampel pada daerah sensor. Maka, medium pembatas kedua inti serat optik adalah udara dengan nilai indeks bias sebesar 1. Δ! = !!"#! − !!"#$# Δ! = 1,475 − 1 = 0,475

1) Overlapping coupling area (L) ≈ 2 cm !! ! = 1,816 sin!

!×2×10! nm×0,475 632,8 !"

!! 2!" = !, !"## !"

(5a)

2) Overlapping coupling area (L) ≈ 1 cm !! ! = 1,816 sin!

!×1×10! nm×0,475 632,8 !"

!! 1!" = !, !""# !"


(5b)

3) Overlapping coupling area (L) ≈ 5 mm !×5×10! nm×0,475 632,8 !"

!! ! = 1,816 sin!

!! 5!! = !, !"#$ !"

(5c)

Grafik Hubungan Daya Ter-coupling vs Overlapping Coupling Area (mW) 2 1.5 1 0.5 0 2.E+07

1.E+07

5.E+06

(nm)

Overlapping coupling area antara kedua serat optik yang terlalu panjang dapat menyebabkan daya (dalam hal ini gelombang evanescent) yang sudah ter-coupling dari serat optik pertama menuju serat optik kedua kembali lagi ter-coupling menuju serat optik pertama dan tetap ditransmisikan oleh serat optik pertama. Oleh karena itu, pada ujung serat optik kedua tidak terdapat cahaya keluaran yang tampak. Begitu juga dengan overlapping coupling area yang relatif pendek menyebabkan daya belum ter-coupling. Overlapping coupling area efektif yang berhasil mentransfer daya dari serat optik pertama menuju serat optik kedua adalah pada percoban kedua, yaitu dengan overlapping coupling area sebesar 1 cm. o Variasi Larutan Sampel Dengan menggunakan perhitungan yang serupa dengan sebelumnya, yaitu dengan menggunakan persamaan (1) dan (2) dengan nilai indeks bias yang berbeda dari tiap larutan, didapatkanlah hasil daya keluaran masing-masing percobaan yang direpresentasikan oleh grafik berikut: Grafik Hubungan Daya Ter-coupling vs (mW) Persentase Larutan Gula 2 1.5 1 0.5 0 12.5

25

37.5

(%)


Grafik yang terbentuk berbentuk linear, maka dapat dikatakan bahwa semakin tinggi tingkat persentase konsentrasi larutan gula yang diteteskan pada daerah sensor, maka daya yang ter-coupling pun juga akan meningkat. Hal ini disebabkan karena dengan adanya larutan yang memiliki indeks refraksi lebih besar dari udara pada daerah antara inti serat optik pertama dengan inti serat optik kedua, memperkecil selisih antara indeks refraksi inti serat optik dengan indeks refraksi daerah sekitarnya (larutan). Sesuai dengan teori sebelumnya, semakin kecil selisih indeks refraksi, gelombang evanescent yang terbentuk akan semakin melebar dan landai, sehingga proses transfer daya (coupling) akan semakin mudah terjadi, dibandingkan proses transfer daya tanpa adanya larutan. Hasil pengukuran juga menunjukkan bahwa penetesan larutan sampel dengan konsentrasi tertinggi menghasilkan cahaya keluaran yang paling terang. Hal ini sesuai dengan teori, bahwa semakin tinggi konsentrasi suatu larutan, maka semakin tinggi pula indeks refraksi larutan tersebut, kondisi ini pula yang membantu proses coupling pada percobaan ketiga semakin mudah terjadi, sehingga nilai daya yang ditransfer dari serat optik pertama ke serat optik kedua semakin besar (cahaya keluaran semakin terang). KESIMPULAN Dari hasil percobaan yang dilakukan untuk melihat kualitas sensor serat optik dengan berbasis pada konsep evanescent wave coupling, maka disimpulkan beberapa hal sebagai berikut: 1) Overlapping coupling area antara kedua inti serat optik pada daerah sensor berpengaruh terhadap nilai daya keluaran akhir. Dari ketiga percobaan yang dilakukan, didapatkan daya keluaran maksimum untuk percobaan ketiga yaitu dengan overlapping coupling area efektif ≈ 1 cm, sesuai dengan perhitungan (5). 2) Larutan sampel yang diteteskan pada daerah sensor berpengaruh terhadap nilai coupling daya keluaran. Semakin tinggi tingkat persentase kepekatan larutan, semakin tinggi indeks refraksinya. 3) Semakin tinggi tingkat persentase konsentrasi/kepekatan larutan sampel yang diteteskan pada daerah sensor, maka nilai daya yang ter-coupling pun juga akan meningkat (cahaya keluaran semakin terang).


DAFTAR PUSTAKA Edward B. Walker, Ph.D. Refractive Index Readings. Washington State University. Fidanboylu, K., and Efendioğlu, H. S., Fiber Optic Sensors and Their Applications. International Advanced Technologies Symposium. 2009 Gholamzadeh, Bahareh and Nabovati, Hooman. Fiber Optic Sensors. World Academy of Science, Engineering and Technology. 2008 Hellermann Tyton. Network Science. Optical Fiber Connectors Jayanti Tokas, PhD., Rubina Begum, PhD., Shalini Jain, PhD., Hariom Yadav, PhD. BIOSENSOR (General Principles and Applications). University of Pittsburgh K. Thyagarajan; Ajoy K. Ghatak. Fiber Optic Essentials. Wiley-Interscience. 2007 Saleh, B. E. A., Teich, M. C. 2007. Fundamentals of Photonics Second Edition. New Jersey: John Wiley & Sons, Inc. STRAN Technologies. Expanded Beam versus Butt-Coupled Connectors. Technical White Paper Series Thompson, Brian J. Optical Science and Engineering. New York: CRC Press Walter F. Love, Leslie J. Button, Rudolf E. Slovacek. Optical Characteristics of Fiberoptic Evanescent Wave Sensors. 1991


Perancangan Prototipe Biosensor Serat Optik Berbasis pada Metode Evanescent Wave Coupling

Recommend Documents