Hasil Pencarian  ::  Simpan CSV :: Kembali

"Penggunaan sensor fotonik merupakan topik yang saat ini sedang hangat di bidang riset fotonika karena memiliki kemampuan untuk dapat mendeteksi objek secara akurat dan non-invasif terhadap objek yang akan diamati. Sensor optik dengan struktur pandu gelombang kurvatur merupakan devais optik yang menarik dan dapat dimanfaatkan pada berbagai aplikasi, terlebih jika digunakan pada sensor optik yang berukuran mikro. Sensor optik yang berukuran mikro masih perlu dikaji terkait struktur, metode dan aplikasinya oleh peneliti optik terutama untuk aplikasinya di bidang biosensor. Pada biosensor dengan struktur kurvatur terdapat suatu kondisi kritis yang dapat meningkatkan sensitivitas dan resolusi deteksi. Bentuk kurvatur ini memungkinkan terjadinya kebocoran intensitas cahaya dari pandu gelombang optik terpandu. Adanya kondisi kebocoran intensitas cahaya pada pandu gelombang dapat meningkatkan sensitivitas terhadap perubahan parameter di sekitarnya. Kondisi kebocoran ini dipengaruhi beberapa parameter yang meliputi indek refraksi dari struktur core dan cladding pandu gelombang optik serta bentuk kurvatur pandu gelombang optik itu sendiri yang meliputi radius kurvatur, sudut kelengkungan kurvatur, dan lebar pandu gelombang yang digunakan. Selanjutnya kondisi ini perlu dianalisis untuk dapat memenuhi persyaratan pada proses pemanduan gelombang optik di dalam sensor pada saat terpandu normal dan saat terjadi kebocoran kritis. Dalam tesis ini, analisis dalam mengkaji parameter tersebut dilakukan dengan  menggunakan pandu gelombang optik dengan material silica dioxide dan panjang gelombang 1550 nm. Keluaran dari penelitian ini adalah kombinasi penurunan persamaan matematis dengan memperhatikan total internal reflection dan self-consistency condition pada pandu gelombang optik dielektrik dengan menganilisis dari sisi struktur kurvaturnya sehingga akan menghasilkan formula untuk sensor yang dapat dimanfaatkan sebagai biosensor optik.

---

Optical sensors are currently of major interest because they are able to detect biomaterial accurately without affecting the object being observed. It has more advantages such as it allows the detector design to be made in a small compact form, can be monitored remotely, and was able to be processed in real-time makes it an excellent platform to be used as an element sensing tool in future biomedical equipment. This optical biosensors are usually be used to detect biomaterials that have a refractive index and have a certain absorption value. The advantage of the sensor in the form of a curved geometry provides additional critical parameters that will increase detection sensitivity and resolution. Apart from the refractive indices of optical waveguide core and cladding structure, another parameter that determines the design of a critical sensitive optical sensor is the curvature value of the optical waveguide sensor. In this research, the parameter requirements during normal guidance and critical leaking were analyzed. A laser wavelength of 1550 nm and optical waveguide material based on silica dioxide were used. The output of this research is a combination of mathematical derivation based on total internal reflection and self-consistency conditions of two-dimensional dielectric optical waveguide with waveguide curvature analysis, which results in the complete requirement formula for Curved Geometry Optical Waveguide for biosensors. This technique can be used to optimize optical waveguide sensor based on curve structure design to achieve a better refractive index sensitivity."

"Telah dilakukan simulasi karakteristik pandu gelombang GaInAsP/InP struktur taper (jenis linear, kuadratik, gaussian dan eksponensial) terhadap perambatan gelombang-optik di dalamnya. Simulasi dilakukan menggunakan metoda perambatan berkas (BPM) yang dikombinasikan dengan metoda indeks efektif untuk menghitung tetapan perambatan efektif pada pandu gelombang kanal yang lebar lapisan penyusunnya dibuat semakin melebar (dibuat dalam struktur taper). Program BPM dibuat dalam perangkat lunak berbasis matrik yaitu MATLAB for WINDOWS. Untuk menjamin keakuratan metoda BPM dalam menganaIisis perambatan gelombang optik dalam struktur taper tersebut dipilih pandu gelombang "wealdy guiding" yang beda indeks bias antar lapisan inti-substratnya sangat kecil. Gelombang optik yang dirambatkan pada pandu gelombang GaInAsP/InP struktur taper diasumsikan terpolarisasi modus TE pada panjang gelombang long-wavelength λ = 1.55 p.m. Dari hasil simulasi diperoleh bahwa penurunan amplitudo dan daya gelombang optik yang merambat di dalamnya sangat tergantung pada jenis taper yang digunakan, apakah itu taper linear, kuadratik, gaussian dan eksponensial. Untuk semua jenis taper, lapisan inti yang dibuat semakin lebar pada "panjang" pandu gelombang yang sarna, akan memberikan laju penurunan daya yang semakin mengecil. Diketahui pula bahwa faktor pengurungan moda dasar dalam pandu gelombang GaInAsP/InP struktur taper, semakin besar dengan melebarnya lapisan inti di setiap jarak perambatannya. Dan dari hasil simulasi diperoleh bahwa faktor pengurungan moda dasar pada pandu gelombang GalnAsP/InP jenis taper linear > kuadratik > Gaussian eksponensial. Ternyata jenis taper juga berpengaruh terhadap jumlah moda yang dapat disalurkan sepanjang "panjang" pandu gelombang GalnAsP/InP. Sedangkan kontur pola medan listrik pada perambatan pola tiga dimensinya bersesuaian dengan tampak atas pandu gelombang GaInAsP/InP struktur taper yang ditinjau. "

"ABSTRAKPandu gelombang optik tergandeng telah digunakan secara luas pada sistem komunikasi serat optik sebagai piranti pencabang optik seperti penggandeng arah, demultiplexer, tapis, saklar dan pembagi daya optik. Pandu gelombang tergandeng paralel dengan bentuk yang asimetris dan bentuk tirus/menyempit diketahui mempunyai sifat gandengan yang menarik dan dapat digunakan sebagai piranti pencabang apabila kondisi kerja tertentu dipenuhi. Sifat-sifat gandengan pada pandu gelombang tergandeng dianalisa secara teoritis dengan menggunakan metoda interferensi dua moda dari gelombang yang terpandu. Pemindahan daya secara total pada penggandeng arah tidak dapat terjadi kecuali kecepatan phasa atau tetapan propagasi dari kedua pandu gelombang tersebut sesuai/cocok. Simulasi sifat-sifat gandengan dilakukan dengan Metoda Propagasi Berkas Cahaya. Hasil analisa menyatakan bahwa jamak gandengan dari penggandeng arah simetris akan berkurang dengan bertambahnya panjang gelombang, dan akan berkurang dengan bertambahnya perbedaan indeks bias antara inti dan selubung. Selain itu efisiensi pemindahan days pada pandu gelombang paralel a-simetris akan menurun apabila derajat ketidaksimetrian bertambah. Sifat-sifat ini selanjutnya dapat diterapkan pada sistem pandu gelombang jamak paralel. Selanjutnya berdasarkan teknik interferensi dua moda kita dapat menganalisa karakteristik pemindahan daya dari penggandeng 3-pandu gelombang dan 5-pandu gelombang. Dalam disertasi ini diusulkan struktur baru pembagi daya 1x5 dengan struktur pandu gelombang paralel a-simetris yang mempunyai pembagian daya yang merata dan dapat dioperasikan pada daerah panjang gelombang 1.3 - 1.55 arm.Analisa sifat-sifat gandengan jugs telah dilakukan untuk struktur pandu gelombang tergandeng berbentuk tirus/menyempit. Telah dianalisa sifat gandengan dari pandu gelombang tergandeng berbentuk tirus yang simetris dan a-simetris dengan menggunakan BPM. Telah didapat hasil yang baru, yaitu bahwa penggandeng arah dengan bentuk tirus yang simetris dapat digunakan sebagai penggandeng 3-dB dengan pita panjang gelombang yang luas. Struktur ini sangat efisien sebagai pembagi daya karena ukurannya yang kecil yang disebabkan oleh jarak gandengan yang pendek dan dipertnhankannya pembagian daya yang tetap merata sepanjang arah penjalarannya. Berdasarkan hasil tersebut telah diusulkan bentuk baru pencabang-Y yang mempunyai sifat pembagian daya yang merata yang ditunjukkan oleh basil simulasi BPM. Kedua piranti tersebut telah dibuat dengan teknik Sputtering-RF pada bahan dasar SiO2. Piranti-piranti ini dapat dikembangkaa sebagai pembagi daya IxN, yang dapat digunakan pada sistem komunikasi serat optik WDM dan sistem pemroses sinyal.

---

ABSTRACT

Optical coupled waveguide has been widely used in optical communication systems as a branching device such as directional couplers, de-multiplexer, filter, switching device and power divider. Parallel coupled waveguide with asymmetrical structure and tapered form are known to have interesting coupling characteristics and can be utilized as branching devices when certain working requirements are met. The coupling properties in coupled waveguides are analyzed theoretically on the basis of two modes interference effect of the propagating waves. Complete power transfer in directional coupler can not be realized, even if the phase velocity or propagation constant of the two waveguide are matched. Simulation of coupling properties is performed by using Beam Propagation Methods. As a result of the analysis, it is shown that the coupling length of symmetrical directional coupler decreases as the wavelength increases and increases as the index difference between core and cladding decreases. On the other hand, in the parallel asymmetrical structure the power coupling efficiency decreases as the asymmetry of the structure increases. These properties also can be extend applied to multi-parallel wave guide systems. Based on modes interference techniques we can analyze power transfer characteristics of 3-guides and 5-guides couplers. In this dissertation we proposed a novel 1x5 power divider based on asymmetrical parallel coupled waveguides structure which has an evenly power dividing ratio , and can be operated at the wavelength range of 1.3 - 1.55 um.

Analysis of the coupling properties has also been carried out for the tapered-form coupled waveguide structure. We have analyzed coupling characteristics of both asymmetrical and symmetrical tapered-form waveguides by using BPM. We have discovered a new result that the directional coupler with symmetrical tapered-form can be used as a 3-db coupler with a broadband characteristic. This structure is very efficient as a power divider because of its small size due to short coupling length and even power dividing ratio along the propagation direction. Based on this new result obtained from our analysis, we further proposed a novel structure of Y-branch coupler waveguide, which excellent power dividing properties are exhibited by our BPM simulation. Both devices have been fabricated by RF-sputtering technique on SiO2 based material. These devices can be developed as an lxN power splitter, which can be applied in a wide WDM optical communication systems and Signal processing systems."

"Pembagi daya optik berperan penting dalam pemrosesan daya optik. Di sisi lain, galium nitrida (GaN) adalah semikonduktor yang menjanjikan untuk divais elektronik dan fotonik yang beroperasi pada panjang gelombang untuk komunikasi optik. Pada penelitian ini dilakukan desain baru pembagi daya optik 1 × 4 menggunakan material GaN. Desain dikhususkan untuk panjang gelombang telekomunikasi optik 1,55 μm. Desain yang dilakukan terdiri dari kombinasi dari tiga pencabang Y dan pandu gelombang persegi. Struktur pencabang Y di sisi masukan digunakan untuk membagi daya optik menjadi dua, sedangkan dua struktur lainnya untuk menghasilkan keluaran yang terbagi menjadi empat. Pandu gelombang persegi terkopel berfungsi untuk memperlebar jarak antara keluaran pencabang Y pertama. Optimasi desain dilakukan menggunakan beam propagation method (BPM). Optimasi dilakukan dengan memvariasikan lebar dan tebal pandu gelombang, sudut pemisah, panjang pandu gelombang persegi terkopel, dan jarak antara pandu gelombang persegi terkopel (coupling gap). Hasil eksperimen numerik menunjukkan bahwa ukuran pandu gelombang persegi optimal untuk mendukung propagasi moda tunggal adalah: lebar 4 μm dan tebal 4 μm. Ditunjukkan pula bahwa sudut pemisah optimal pencabang Y adalah sebesar 1,9 ̊. Untuk bagian pandu gelombang persegi terkopel, panjang optimal untuk ketiga pandu gelombang persegi berturut-turut adalah 400 μm, 530 μm, dan 1870 μm, dengan coupling gap 1 μm. Berdasarkan hasil optimasi, desain yang dilakukan menghasilkan excess loss sebesar 0,096 dB dan imbalance sebesar 0,06 dB. Ditunjukkan pula bahwa pada rentang C-band (1,53 μm hingga 1,565 μm), nilai terendah excess loss dan imbalance berturut- turut sebesar 0,09 dB dan 0,02 dB, serta nilai tertinggi berturut-turut sebesar 0,11 dB dan 0,07 dB.

---

Gallium nitride (GaN) semiconductor is a promising candidate for electronic and photonic devices operating at a wavelength for optical communications. Optical power divider as one of the passive components in optical communications is widely used. In this research, a novel 1 × 4 optical power divider using GaN semiconductor on sapphire was designed. The design was focused on optical telecommunication applications at the wavelength of 1.55 μm. The proposed design consists of a combination of three sets of Y-branch structures and rectangular waveguides coupling. The Y-branch structure at the input side was used to split the optical power into two beams while the other two Y-branch structures at the output side split it into four output beams. Rectangular waveguides coupling was designed to widen the splitting angle of the Y-branch structure at the input side. The design optimization was conducted by using the beam propagation method (BPM). The waveguide width and thickness, splitting angle of the Y-branch structure, the length of the rectangular waveguide for coupling, and coupling gap was optimized. The results of the numerical experiments showed that the waveguide was optimum to support single-mode propagation for width and thickness of 4 μm and 4 μm, respectively. It is also shown that the splitting angle for the Y-branches structure was optimum at 1.9 ̊. For the coupling section, the optimal length of the three rectangular waveguides were 400 μm, 530 μm, and 1870 μm, respectively, with a coupling gap of 1 μm. Based on the optimization results, the proposed design divided the optical power into four output beams with an excess loss of 0.096 dB and an imbalance of 0.06 dB. The performance of the design was also investigated through the C-band range (1.53 until 1.565 μm) which gave the proposed design the lowest excess loss and imbalance of 0.09 dB and 0.02 dB, respectively with the highest excess loss and imbalance of 0.11 dB and 0.07 dB."