Makalah Laser

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Aplikasi dari laser sangat bervariasi dan meluas hingga saat ini. Aplikasi laser banyak  ditemukan pada teknik komunikasi, microsurgery, microsurgery, dan aplikasi spektroskopi lainnya seperti pemisahan isotop dan lainnya. Jenis laser yang beranekaragam memberi kontribusi penting dalam perkembangan ilmu pengetahuan. Dye pengetahuan.  Dye laser  merupakan salah satu sumber laser sukses dan dikenal saat ini karena kontribusinya dalam ilmu fisika, kimia, biologi dan bidang lainnya. Teknologi laser yang tradisional mengharuskan bahan anorganik untuk menghasilkan emisi yang sesuai. Beberapa jenis berbeda dari laser anorganik telah dikembangkan untuk  mengemisikan UV, cahaya tampak maupun infra merah pada spektrum elektromagnetik. Akan tetapi laser anorganik hanya mengemisikan panjang gelombang tertentu. Kekurangan ini telah dilengkapi oleh dye laser  yang mencakup semua cahaya tampak  (visible) visible) dan infra merah dekat. Dibandingkan dengan media lasing dengan lasing  dengan gas maupun zat padat, dye (pewarna) dapat digunakan pada jangkauan panjang gelombang yang lebih luas. Teknologi dye laser  yang sangat berpengaruh pada perkembangan teknologi saat ini tentu patut untuk dikembangkan. Oleh karena itu, penyusun menyusun makalah mengenai dye laser ini. laser ini.

1.2 Rumusan Masalah Adapun rumusan masalah dari makalah ini yaitu: 1.2.1 Bagaimanakah susunan dan jenis dari dye laser ? 1.2.2 Bagaimanakah cara kerja dye laser ? 1.2.3 Apakah kegunaan dari dye laser ?

1.3 Batasan Masalah Batasan masalah dari penulisan makalah ini yaitu: 1.3.1 Pada makalah ini hanya membahas mengenai satu jenis laser yaitu dye laser . 1

1.3.2 Pembahasan mengenai kegunaan dye laser  tidak dibahas lebih lanjut melainkan hanya menyebutkan beberapa kegunaannya secara umum.

1.4 Tujuan Penulisan Tujuan penulisan makalah ini yaitu: 1.4.1 Untuk memahami susunan dan jenis dari dye laser . 1.4.2 Untuk memahami cara kerja dari dye laser . 1.4.3 Untuk mengetahui kegunaan dari dye laser .

1.5 Manfaat Penulisan Makalah mengenai dye laser  ini disusun agar mahasiswa dapat memahami lebih dalam mengenai salah satu jenis laser atau cara kerja laser pada umumnya.

2

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Sistem Kerja Laser  LASER merupakan singkatan dari  Light Amplification Stimulated Emission of   Radiation. Laser merupakan alat yang digunakan sebagai penguat (amplification) atau generator dari gelombang cahaya koheren pada UV, cahaya tampak maupun infra merah. Prinsip kerja dari laser sesuai dengan namanya yaitu bekerja berdasarkan prinsip emisi yang distimulasi seperti pada Gambar 2.1 yaitu: a. Cahaya yang diserap membawa molekul dari ground state S0 ke keadaan tereksitasi S1.  b. Energi yang diserap hilang sehingga tidak terdapat hubungan fase antara photon yang teremisikan. c. Ketika molekul yang tereksitasi mengalami iradiasi oleh lampu flash sesuai dengan beda energi antara S1 dengan S0, emisi terstimulasi terjadi pada lifetime rata-rata dari energi yang tereksitasi. Hal ini berarti saat molekul yang tereksitasi ditumbuk oleh foton maka molekul tersebut akan mengemisikan foton pada energi, intensitas, fase, dan arah (polarisasi) yang sama.

Gambar 2.1 Sumber:

Prinsip Kerja Laser 

Shankarling G S & K J Jarag, 2010

Syarat agar emisi terstimulasi dapat terjadi adalah jumlah molekul pada keadaan tereksitasi S1 lebih besar daripada ground state S0 saat flash. Keadaan dimana molekul dominan terdapat pada keadaan tereksitasi dibandingkan dengan pada ground state dikenal dengan population inversion.

3

Gambar 2.2 Sumber:

Skematik Laser 

Shankarling G S & K J Jarag, 2010

Gambar 2.2 merupakan gambar skematik dari teknik laser yang menunjukkan adanya medium aktif (AM) sebagai sistem yang bertanggung jawab pada emisi terstimulasi. Terdapat pula pompa lampu energi (EP) yang menyedikan energi bagi  population inversion. Kemudian untuk cermin 1 dan cermin 2 sebagai cermin paralel yang menguatkan emisi terstimulasi oleh beberapa bagian melalui rongga laser. Sebagian kecil dari lampu laser meninggalkan rongga melalui cermin 2.

2.2 Jenis  –  Jenis Laser  Terdapat beberapa cara untuk klasifikasi dari perbedaan jenis laser yang ada. Laser  dapat diklasifikasikan berdasarkan mode operasional dan berdasarkan bahan yang digunakan sebagai medium aktif (AM). Berdasarkan mode operasional dari laser, laser dapat dibedakan menjadi: 

Laser gelombang kontinu (CW)



Laser gelombang pulsa

Berdasarkan bahan yang digunakan sebagai medium aktif (AM), laser dapat dibedakan menjadi empat jenis yaitu: 

Laser zat padat ( solid laser )



Laser zat cair (liquid laser )



Laser gas ( gas laser )



Laser semikonduktor 

4

BAB III PEMBAHASAN

3.1 Susunan Dye Laser   Dye laser ditemukan oleh P. P. Sorokin dan F. P. Schäfer  pada tahun 1966. Dye laser  merupakan laser yang menggunakan pewarna organik (organic dye) sebagai medium lasing  dan biasanya menggunakan larutan cair.

Pada laser ini, jangkauan panjang

gelombang yang dicakup lebih luas dibandingkan dengan laser dengan medium lasing   berupa gas maupun zat padat. Hal ini menyebabkan laser ini sesuai untuk tunable laser  dan laser pulsa. Selain itu pewarna pada dye laser dapat digantikan dengan yang lainnya untuk generalisasi perbedaan panjang gelombang dengan laser yang sama diikuti dengan mengganti komponen optik lainnya pada laser tersebut. Susunan dari dye laser dijelaskan sebagai berikut. 

Pewarna organik (organic dye) yang dicampurkan dengan pelarut yang dapat tersirkulasi melalui dye cell atau mengalir melalui udara terbuka dengan dye jet .



Sumber energi tinggi dari cahaya diperlukan untuk memompa  (pump) cairan melampaui ambang batas lasing .



Lampu flash cepat tak bermuatan atau laser eksternal biasanya digunakan untuk dye laser.



Cermin diperlukan untuk mengosilasikan cahaya yang dihasilkan oleh fluorescence dari dye, hal ini akan diperkuat dengan melewatkannya pada cairan. Cermin output  biasanya memiliki reflektivitas 80% dan cermin lainnya lebih dari 90% seperti pada Gambar 2.3.

Gambar 2.3 Sumber:

Cermin Dielektrik pada Dye Laser 

http://en.wikipedia.org/wiki/Laserr_mirror_from_a_dye_laser_for_use_with_rhodamine.JPG 5



Larutan dye biasanya disirkulasikan pada kecepatan tinggi untuk membantu mencegah absorpsi triplet dan mengurangi degadrasi dari dye.



Sebuah prisma atau kisi difraksi dipasang pada beam path agar terjadi tuning  pada  berkas.

Gambar 2.4 Sumber:

Prisma Multiple

http://en.wikipedia.org/wiki/Multiple_prisms_used_for_tuning_a_dye_laser.JPG

Perkembangan dari dye laser yaitu dengan tersedianya dye laser dalam dye laser zat  padat atau solid state dye laser (SSDL) yang menggunakan dye-doped organic matrices sebagai medium penguat ( gain medium). 3.2 Jenis  –  Jenis dan Cara Kerja Dye Laser  Terdapat berbagai jenis dye laser  berdasarkan struktur yang secara kimia sangatlah mirip. Contoh umum dari jenis laser ini yaitu: coumarins, xanthenes, dan pyrromethenes dimana struktur dan komposisi molekul memiliki peranan penting pada spectral  emisi. Jenis dari dye laser  yaitu: Coumarin Laser Dyes, Oxazine Dyes (untuk aplikasi pada tekstil), Xanthene Dyes (Rhodamine 6G), Pyrromethenes (Boron-dipyrromethene dyes atau BODIPY).

Gambar 2.5 Sumber:

Dye Laser Berdasarkan Rhodamine 6G

http://en.wikipedia.org/wiki/Coherent_899_dye_laser.jpg

6

Gambar 2.3 menunjukkan dye laser  dengan Rhodamine 6G yang mengalami emisi  pada 580 nm (kuning-orange). Berkas laser yang diemisikan adalah cahaya tampak  sebagai garis kuning tipis. Cara kerja laser ini yaitu dengan menggunakan larutan  pewarna orange yang memasuki laser dari kiri, dan dipompa oleh berkas 514 nm (biruhijau) dari laser argon. Kemudian mengalir keluar melaui dye jet  yang berada dibagian tengah dari Gambar 2.5.

3.3 Kegunaan Dye Laser  Kegunaan dari dye laser terdapat pada bidang industri dan bidang medis. Aplikasinya  pada bidang industri mencakup pemisahan isotop dari elemen radioaktif penting seperti Uranium. Uranium digunakan sebagai bahan bakar reaktor tenaga nuklir sebagai sumber  listrik. Uranium yang ada di alam terdiri dari U

238

,U

235

234

, dan U

. Sedangkan aplikasi di

 bidang medis mencakup perawatan kulit, menghilangkan tattoo, alat diagnosa, dan lainnya. Pada bidang medis, dye laser memiliki keuntungan lebih dibandingkan dengan laser  yang lainnya. Laser ini memiliki sumber yang khas dari radiasi koheren yang dapat mengalami tuning dari UV hingga infra merah dekat menggunakan ratusan jenis dari molekul dye.

7

BAB IV PENUTUP

4.1 Kesimpulan Dari pembahasan mengenai dye laser didapat beberapa kesimpulan sebagai berikut. 1.  Dye laser  merupakan jenis laser zat cair yang menggunakan pewarna organik  (organic dye) sebagai medium lasing . 2. Prinsip kerja dye laser sama seperti prinsip kerja laser secara umum namun bahan yang digunakannya berupa zat cair, namun dalam perkembangannya terdapat  solid state dye laser . 3.  Dye laser  dalam bidang medis digunakan sebagai penghilang tattoo, perawatan kulit, alat diagnosa. 4.  Dye laser dalam bidang industry digunakan sebagai pemisahan elemen radioaktif  seperti Uranium untuk sumber energi tenaga nuklir.

4.2 Saran Terdapat berbagai jenis dye laser  yang berguna bagi berbagai bidang ilmu. Untuk  mendapatkan pemahaman lebih mendalam mengenai jenis dye laser tersebut, disarankan agar membaca literatur yang ada.

8