Hasil Pencarian  ::  Simpan CSV :: Kembali

"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."

"Atmospheric turbulence is the major problem in FSO communications where beam wander and spatial noise modulation into optical propagation can cause severe problems result in performance degradation. Beam wander and spatial noise leads to fluctuations in signal intensity and maximum reception of noise on photodetector.Generally, spatial-diversity, time-diversity, cooperative diversity, photo sensor design, optical amplification, and adaptive optics are used to solve those problems. Commonly, those aforementioned methods implement direct- or fiber-detection to retrieve an optical signal. Since direct-detection (DD) probes directly the optical propagation, fluctuation of signal intensity, noise, and deteriorated of signal spectral are received by photodetector in maximum. Meanwhile, there is an opportunity of optical method which is OSF (optical spatial filter) to be implemented in the receiver plane. In this work, OSF is proposed as a detection method in order to enhance the performance of FSO.OSF which is based on pinhole can suppress fluctuation of signal intensity and noise reception by photodetector through localization of spatial noise in narrow region at focus spot. OSF is implemented on FSO full-duplex transmission at 1.55 𝜇𝑚 while optical propagation is designed at an atmospheric chamber, box of turbulence simulator (BTS). In comparison to DD, OSF can suppress fluctuation of signal intensity significantly. The range of beam wander angle that can be received is 14𝑜 − 28𝑜 where through calculation OSF can be implemented for propagation path of 0 ? 2.25 𝐾𝑚.Hence, the performance of FSO increases than in DD. OSF with pinhole diameter produce 〈P1〉 = −19 𝑑𝐵𝑚, 〈𝑆𝑁𝑅〉 = 38 𝑑𝐵 dan 〈𝐵𝐸𝑅〉 = 10−11. However, this method cannot solve beam wander effect espescially for larger deflection angle of focus spot.Regarding this problem, OSF method which consists of pinhole and cone reflector is proposed to suppress beam wander and spatial noise simultaneously. In conceptually, the OSF localizes the acquisition of focus spot in narrow region while random displacement of focus spot arround the optical axis is collected on this region as well. This method gives benefit in suppressing fluctuation of signal intensity with minimum noise and also minimum of noise modulation in received signal spectral. Thus, fluctuation in signal intensity can be suppressed optimally. Pinhole governs Fresnel diffraction on focus spot of receiver lens. Cone reflector provides directed reflectance onto pinhole for random of focus spot displacement due to larger angle of beam wander.Thus, signal intensity fluctuation can be suprressed in narrow region. The experiment uses FSO of full-duplex transmission at 1.55 𝜇𝑚 also optical propagation in BTS as well. In comparison to DD, the OSF enhances received signal power in turbulence media. The range of beam wander angle that can be received by OSF is 14𝑜 − 38𝑜 where FSO can be expanded longer at 0 ? 4.25 𝐾𝑚.The OSF with the pinhole diameter 𝐷𝑃 = 20.0 𝜇𝑚 and cone reflector diameter 𝐷𝐶 = 1.5 𝑚𝑚 produces signal power 〈𝑃1〉 = −15.3 𝑑𝐵𝑚. Thus, the performance of FSO enhaces under influenced of turbulent medium in BTS, where 〈𝑆𝑁𝑅〉 increases at 4.2 dB and 〈𝐵𝐸𝑅〉 decreases at 10-12. From the measurement of spectrum, OSF produced minimum of noise modulation in signal spectral than direct-detection method does. Based on the aforementioned results, OSF can be implemented as a detection method in order to enhance the performance of FSO that is generally implement DD to retrieve signal directly without an optical treatment beforehand.

---

Efek turbulensi atmosfir merupakan salah satu kendala utama dalam sistem penerimaan free-space optical (FSO) communications. Efek turbulensi tersebut adalah beam wander dan spatial noise yang dimodulasikan oleh atmosfir pada propagasi optik.Hal tersebut mengakibatkan fluktuasi intensitas sinyal, penerimaan noise, dan modulasi noise pada signal spectral yang maksimal pada penerimaan oleh fotodetektor yang pada akhirnya berdampak pada penurunan performansi FSO. Metode-metode yang pada umumnya digunakan untuk mengatasi permasalahan tersebut adalah spatial-diversity, time-diversity, cooperative diversity, photo sensor design, optical amplification, dan adaptive optics. Metode-metode tersebut menerapkan metode penerimaan directdetection (DD), yakni penerimaan propagasi optik secara langsung oleh fotodetektor.Metode DD memiliki kelemahan dalam fluktuasi intensitas sinyal dan noise yang maksimal. Sementara, metode optik yakni OSF (optical spatial filter) dapat diterapkan untuk mengatasi permasalahan tersebut. Untuk itu dalam penelitian ini diusulkan metode penerimaan OSF dengan menggunakan elemen optik yakni pinhole dan kombinasi antara cone reflector dan pinhole.OSF yang berbasis pinhole dapat menekan fluktuasi intensitas sinyal dan pembatasan penerimaan noise pada fotodetektor melalui lokalisasi variasi spatial noise pada focus spot. OSF berbasis pinhole diimplementasikan pada FSO full-duplex transmission pada panjang gelombang 1,55 𝜇𝑚 dan media propagasi turbulen yang dirancang dalam box of turbulence simulator (BTS). Metode tersebut berhasil menekan fluktuasi intensitas sinyal secara signifikan dibandingkan dengan metode DD. OSF tersebut berhasil menekan sudut beam wander pada rentang 14𝑜 − 28𝑜, dimana pada sudut tersebut, secara perhitungan FSO dapat diekspansi untuk jarak propagasi optik sebesar 0 ? 2,25 𝐾𝑚. Serta performansi FSO dapat ditingkatkan yakni untuk diameter pinhole 𝐷𝑃 = 20 𝜇𝑚 diperoleh harga daya sinyal 〈P1〉 = −19 𝑑𝐵𝑚, 〈𝑆𝑁𝑅〉 = 38 𝑑𝐵 dan 〈𝐵𝐸𝑅〉 = 10−11. Namun demikian metode tersebut belum dapat mengatasi permasalahan beam wander terutama untuk sudut defleksi focus spot yang besar.Untuk itu OSF berbasis cone reflector dan pinhole diusulkan sebagai metode penerimaan untuk menekan beam wander dan spatial noise secara simultan. OSF melokalisasi daerah akuisisi dari focus spot dalam area yang sempit sementara pergerakan random beam wander di sekitar sumbu optik utama dikumpulkan dalam area tersebut. OSF memberikan keuntungan dalam penekanan fluktuasi intensitas sinyal dan noise secara optimal. Pinhole memberlakukan difraksi Fresnel pada focus spot untuk melokalisir spatial noise, yakni pergerakan random dari hot spot. Cone reflector berfungsi untuk mengumpulkan dan memusatkan sudut-sudut beam wander yang besar dan random untuk direfleksikan ke dalam diameter pinhole. Dengan integrasi operasi pinhole dan cone reflector terebut, fluktuasi intensitas sinyal dapat ditekan dalam area yang sempit. Eksperimen menggunakan FSO of full-duplex transmission 1,55 μm. Propagasi optik juga dirancang berinteraksi dengan medium turbulen BTS.Hasil eksperimen menunjukkan bahwa metode OSF menghasilkan performansi yang unggul daripada metode DD. Rentang sudut beam wander yang dapat diterima oleh OSF ditingkatka yakni 14𝑜 − 38𝑜dimana secara perhitungan pada rentang sudut tersebut FSO dapat diekspansi untuk implementasi jarak propagasi optik pada 0 ? 4,25 𝐾𝑚. OSF dengan diameter pinhole DP = 20.0 μm dan diameter cone reflector DC = 1.5 mm menghasilkan daya sinyal 〈P1〉 sebesar −15.3 dBm, peningkatan 〈SNR〉 = 4.2 dB, dan penurunan orde 〈BER〉 pada 10-12.Hasil pengukuran spektrum menunjukkan bahwa OSF berbasis cone reflector dan pinhole menghasilkan signal spectral yang minimum terhadap modulasi noise dibandingkan dari DD. Sehingga, mengacu pada hasil-hasil tersebut diatas OSF dapat diimplementasikan sebagai metode penerimaan sinyal untuk meningkatkan performansi DD yang pada umumnya digunakan sebagai metode deteksi sinyal tanpa ada perlakuan optik awal sebelum fotodetektor"