!['ueruuper uem>ln8uedn1ensFp Euns8uel sJecos
uolntuelrp ledup rsdrosqe uolpas sso.ra 'tsegolarp Suef wnlqra uol spe >1epgellqedy
''o rsdrosqeuolpas sso,nuep"o lsrrneuolpas
.s.ro./rssqag Euequrole8 Strefusd ErmsEuel sJecas rn{niuour ue8uap quel }nqeslet upolapnpad
eEnf ueqrprad ue1en4a4uu:ln1ueuetu>p1tme,{uue[ epo]eu qI 'efr4Ers - lsJls ue4sulefuaur
"mJsX
{$un Euquadral 1eq uapdruaur padop untqr? lsras qenqes eped lsdrosqe uolpas ssorl
rsauroJur u?p rsrura uolpas sso.la rsaruoJul un4ledg Jp{e Blpatu ue{}squelrratu Suer{sellpruFeq
l"le {rgrm Sugued q?lep? ualr"as sso,rausqllale4'ragtrdrue uep resel ?ruuesueEueppradag
aolr?as
ssolr uu{nlueuetrtr .t
'uoloqd
rslntuqs
rsrure
ue8uop
Suresraq lnqesJal1e,(u1sufr4eqg4e 'sep rS.raue lu{8uq ol ledrua}ltqrueSuaur Erms8uel elecesresep
ueepa{gup;sd.rosqe rur urelsfs sp?d 'tueraq drqnc Euu,(rsepdodnqns HIIIuretuqeprcJel
1e,{uts
3u1m1lelr{Suq,suerulp eEqroseluelsds ue4leqlgeduraut rsqtueg 'sele}url8unp au17afi7
le{8uq I'Z
ue4teqquSuaur ut8utqas'epaqreq Eue[,197 n1dalnwepedyto1g trelrrlEug ue1u43un
- sre]uea1od1p
?upap ueqlleradqeppeftalEtrns3uepaq lnqasrelI"q eruelaszlqa$vpu uetuap lnqeslptut 1u4tut1
rp rsrpuo{ aletu 'se1u rasel rSrauelu:{Euprp spyottuow tslpuo{ {nlrm edruodp uo1BIqa)
'{n}ueqn} 4epq suleE Jessp le;ls uopeque8ueu
uepaur tuecsru - ruscrluaq u"p '(sp1oltuowf) tltna-atDr uor llqJo - yqto Eultg1ds4to7g
*
ualqeqefuaur1uIIH 'lslsll1 ueperu ueperu te8eqas lcue{tp uepnupl r.so? rslploslptuo}s- ruol?
EueJe>[ {ullole uspau eua{Jel apryot{uDl 'se1o3 ePeA''"' 'g'9'V'E'Z'l'0 = 7 sn8tTules
uor tsoq
'"' 'I 'H oC 'd 'C '4 'g ;nrnq ue8uapuDtrsrugoprp .tor8ua umlueluoruumtrusn{}!qro Joluou
reEeqas uW ',n1n8uo runluauou tunlun4Istol Jotuouqeteps7 'u1dsumluelul lotuou qBIp?
T
g euunptT, * uu8uaprepuullp lngesJalrEreuela1Euq Ip EpEJaq Euef uot nuls ruolv
",
'[gJ 8uoqwo1a8 8ua{uodlslsuatt tofu uop r&nua w13u11 ppary 'e rpquvg
-r'3
d ofs l eogtl u 086
a/al t
iltt
arilt l
z6t '
I ,.urc )
' .ot
Fraitg
: 6 J'
.rSr
i/l lq
'uo! rruprtrolen1n8ur runluetuotu lsJls* leJrsue>pssepJeqt?puellpleuorsualuo{
erecesuor uup ruole rEraualolEurg 'EuuqruoloE Suefued$rsue4 Isllu, u?p *rrg l8rauo lu>{8up
lapouruolteqrtredruetu reqr$?g 'r6rauo1u48uq
Z tuu8elp lapotu .rnlslalurqp{ nnro u?p IsdJosqe
efulpefe1 uuurlSunua4 usJtrse-qsnlrEuaru ercc lle>les
lnlun 1e,(ueg'Istun uup tsdtosquedupuSal
ueryeqr4eEuaru ledep *e4I F:adas qtpa-anr JIDI?usq?q ?Arqsquolsqofrp qulsl lgades
'uru0SSIn11e{>1gdo rse:{runruo{
tuolsrsrsrusus.qegd EueqruolaE 3uefuedepadledursuu4]en8uaur pdup padop wnlq& EDIrIrs ltrao
?/(q?q ?trr?lrual lerefs Flnuaruetu qe1e1 e{ulefucradureur nplas Euef'ngftTduto padop wnlqra
lelas rn{sruad ered feq ge4as Eurtuednqesrel IBH 'u:lllls luos ts4npord Iss{uepJ t8optqel
epolatlle,(qrqelsqBlateuers{ vdcil ueSuequra>Fad e,(r4edac sesrlns
uep uBsels nlBsIIlBs
r8sBptrBqEq u)tillssslec
IESBqes 'z
7gg7sqsnEy ZT,- lZ 'ege{ef 'uuuepeungsstrsrelrununpollpnv
(ZOOZfIngtg;fl uafrlagl ue$IS ueprelnduro;tr
'sEurpeecor4 z-d](https://image.slidesharecdn.com/jurnaltesishbl-121014004511-phpapp01/85/Jurnal-tesis-hbl-2-320.jpg)
More Related Content
Viewers also liked (15)
Similar to Jurnal tesis hbl (20)
Jurnal tesis hbl
- 1. ANALISA KARAKTERISTIK GAIN SERAT OPTIK ERBIUM DOPED AMPLIFIER MODE TUNGGAL Akhmad Hambalir* dan Ary Syahriar2 lMahasiswa Program Pascasarjana padaProgram Studi Opto-Elektroteknika dan Aplikasi Laser, Fakultas Teknik Universitas lndonesia,SalembaRaya 4, Jakarta 10430, Indonesia. E-mail: hbl@rnyself.corn 2Dit. T"kttologi lnformasi dan Elektronika,-gpFT Building II, 2l't Floor, MH. Thamrin No.8, Jakanal0340,Indonesia. Telp.:(021)3169826,3169835. E-mail: ary@london.com korespondensi dapatditujukan kepadapenulis Abstrak Padaiaringanjarakjauh dibutuhkan beberapapenguat ulang (repeater) elektronik untuk memperbaiki pelemahan sinyal yang terjadi. Solusiuntuk mengatasinya adalah dengan komponen. aktif erbium doped fiber amplifier (EDFA) yang dapat menguatkan sinyal tanpa harus terlebih dahulu mengubahnyake dalam sinyal elehronik. Tulisan ini menganalisa secara teoritis hubungan antara karakteristik gain terhadap daya pompa (pump power) pada ). = 980 nm, ), = 1480nm dan )": 1550 ntn, serta hubungan antara karakteristik gain terhadap panjang serat pada serat optik erbium doped amplifier mode tunggal. Sehingga dapat dipahami bagairnana unjuk kerja komponen aktif erbium doped fiber amplifier (EDFA) tersebut. 1. Pendahuluan Seraterbiumdopedamplifierterdiri dari beberapa meterseratoptik yangdidopeddengan elemen- elemen rare earth erbium. Prinsipnya,laser digunakanunfuk memompa seraterbium dopeddan atom - atom di seratakanberpindahpita energidari tingkat energi terendahke tingkat energi yang lebih tinggi. Sinyal optik yang melewati serat erbium doped berfungsi sebagai perangsang sehingga terjadiemisiyangmelepaskan energlphoton.Energitersebut bersifatkoheren dan dengan demikian terjadi penguatan sinyal secara optik. Bagaimanapun kombinasi keistimewaanini menghasilkan beberapa karakteristikbaru yang tidak terdapatdi seratoptik pada umunrnya.Agar analisasecara teori dapatdilakukanlebih khususmakadikembangkansuatumodel penguatan cahayapada seraterbiumdoped. SbdrFt l5Sm Gambar 1. Blok diagram sistempengutan serat erbium doped [23J
- 2. 'ueruuper uem>ln8uedn1ensFp Euns8uel sJecos uolntuelrp ledup rsdrosqe uolpas sso.ra 'tsegolarp Suef wnlqra uol spe >1epgellqedy ''o rsdrosqeuolpas sso,nuep"o lsrrneuolpas .s.ro./rssqag Euequrole8 Strefusd ErmsEuel sJecas rn{niuour ue8uap quel }nqeslet upolapnpad eEnf ueqrprad ue1en4a4uu:ln1ueuetu>p1tme,{uue[ epo]eu qI 'efr4Ers - lsJls ue4sulefuaur "mJsX {$un Euquadral 1eq uapdruaur padop untqr? lsras qenqes eped lsdrosqe uolpas ssorl rsauroJur u?p rsrura uolpas sso.la rsaruoJul un4ledg Jp{e Blpatu ue{}squelrratu Suer{sellpruFeq l"le {rgrm Sugued q?lep? ualr"as sso,rausqllale4'ragtrdrue uep resel ?ruuesueEueppradag aolr?as ssolr uu{nlueuetrtr .t 'uoloqd rslntuqs rsrure ue8uop Suresraq lnqesJal1e,(u1sufr4eqg4e 'sep rS.raue lu{8uq ol ledrua}ltqrueSuaur Erms8uel elecesresep ueepa{gup;sd.rosqe rur urelsfs sp?d 'tueraq drqnc Euu,(rsepdodnqns HIIIuretuqeprcJel 1e,{uts 3u1m1lelr{Suq,suerulp eEqroseluelsds ue4leqlgeduraut rsqtueg 'sele}url8unp au17afi7 le{8uq I'Z ue4teqquSuaur ut8utqas'epaqreq Eue[,197 n1dalnwepedyto1g trelrrlEug ue1u43un - sre]uea1od1p ?upap ueqlleradqeppeftalEtrns3uepaq lnqasrelI"q eruelaszlqa$vpu uetuap lnqeslptut 1u4tut1 rp rsrpuo{ aletu 'se1u rasel rSrauelu:{Euprp spyottuow tslpuo{ {nlrm edruodp uo1BIqa) '{n}ueqn} 4epq suleE Jessp le;ls uopeque8ueu uepaur tuecsru - ruscrluaq u"p '(sp1oltuowf) tltna-atDr uor llqJo - yqto Eultg1ds4to7g * ualqeqefuaur1uIIH 'lslsll1 ueperu ueperu te8eqas lcue{tp uepnupl r.so? rslploslptuo}s- ruol? EueJe>[ {ullole uspau eua{Jel apryot{uDl 'se1o3 ePeA''"' 'g'9'V'E'Z'l'0 = 7 sn8tTules uor tsoq '"' 'I 'H oC 'd 'C '4 'g ;nrnq ue8uapuDtrsrugoprp .tor8ua umlueluoruumtrusn{}!qro Joluou reEeqas uW ',n1n8uo runluauou tunlun4Istol Jotuouqeteps7 'u1dsumluelul lotuou qBIp? T g euunptT, * uu8uaprepuullp lngesJalrEreuela1Euq Ip EpEJaq Euef uot nuls ruolv ", '[gJ 8uoqwo1a8 8ua{uodlslsuatt tofu uop r&nua w13u11 ppary 'e rpquvg -r'3 d ofs l eogtl u 086 a/al t iltt arilt l z6t ' I ,.urc ) ' .ot Fraitg : 6 J' .rSr i/l lq 'uo! rruprtrolen1n8ur runluetuotu lsJls* leJrsue>pssepJeqt?puellpleuorsualuo{ erecesuor uup ruole rEraualolEurg 'EuuqruoloE Suefued$rsue4 Isllu, u?p *rrg l8rauo lu>{8up lapouruolteqrtredruetu reqr$?g 'r6rauo1u48uq Z tuu8elp lapotu .rnlslalurqp{ nnro u?p IsdJosqe efulpefe1 uuurlSunua4 usJtrse-qsnlrEuaru ercc lle>les lnlun 1e,(ueg'Istun uup tsdtosquedupuSal ueryeqr4eEuaru ledep *e4I F:adas qtpa-anr JIDI?usq?q ?Arqsquolsqofrp qulsl lgades 'uru0SSIn11e{>1gdo rse:{runruo{ tuolsrsrsrusus.qegd EueqruolaE 3uefuedepadledursuu4]en8uaur pdup padop wnlq& EDIrIrs ltrao ?/(q?q ?trr?lrual lerefs Flnuaruetu qe1e1 e{ulefucradureur nplas Euef'ngftTduto padop wnlqra lelas rn{sruad ered feq ge4as Eurtuednqesrel IBH 'u:lllls luos ts4npord Iss{uepJ t8optqel epolatlle,(qrqelsqBlateuers{ vdcil ueSuequra>Fad e,(r4edac sesrlns uep uBsels nlBsIIlBs r8sBptrBqEq u)tillssslec IESBqes 'z 7gg7sqsnEy ZT,- lZ 'ege{ef 'uuuepeungsstrsrelrununpollpnv (ZOOZfIngtg;fl uafrlagl ue$IS ueprelnduro;tr 'sEurpeecor4 z-d
- 3. Analisa Karakteristik Gain Serat Optik Erbium Doped Amplifier Mode Tunggal P-3 a$v) (3 . 1 ) oo(r) = r oto obznlfia (A |(v, a, q oto ro r), u Dimana att(u) adalahredamanyang disebabk,an erbiumdalam decibel per meter pada frekrvensi y. ps,{r) adalah konsentrasi erbium, adot adalahjari - jai erbium dopant, dan f'O, r) adalah normalisasi intensitas mode LP6, yang ditenhrkanberdasarkan, z"tff Io1(r,r)rdr = l (3.2) Cross section emisi dapat ditentukan dari pengukuran gain, anggap bahwa semua ion erbium tereksitasi, o"(r) = sQ) ( 3.3) t oIosrr(e12,r er rG)o| (v, r o' !ffd t r)d Dimana g(v) adalahgain dalam decibel per meter pada frekwensi v. Menentukan cross section dengan menggunakan persamaan ( 3.1 ) dan ( 3.3 ) tersirat disana suatu ketelitian yang diketahui dari integral antara konsentrasi ion erbium dan mode LPs1. Karena itu hal ini dianggap bahwa hanya mode LPu yang merambat diserat dan yang sangat penting, ini sulit sekali untuk menyelesaikansyarat bahwa semua ion erbium tereksitasi. Sehingga cross section emisi dapat ditentukan dari bentuk spektrum fluoresensi , I"(u), dan harga emisi spontan, A" = l/r21. Disini r2r merupakan lifetime radiasi. Berikut ini adalah persamaan yang diturunkan dari persamaan Fuchtbauer - Ladenburg, A i"2 r o " (r)=-n eQ) ( 3.4) - " I S rn o I " (v )d v Dimana adalah n indeksbiasdanl, adalah panjang gelombang - rata. rata Spektrumcross section absorpsidapatjuga ditentukandari bentuk spektrumredaman, Io(u),berdasarkan persamaan Fuchtbauer Ladenburg, - A .2.2 Ia@ ) o -(" )= -S .2J2+ l (3.s) " ^ 8/rn" IIo?)dv 2Jr+ l Dimana-Ir dan J2 adalahnomer quantummomentum angular untuk kondisi ground state dan kondisieksitasi.Denganmenggunakan ( persamaan 3.4 ) dan( 3.5 ) bentukspektrum crosssection emisi dan speklrumcrosssectionabsorpsi dapatdilihat sepertigambar3 berikut ini : 6.00E-25 5.00F25 .E +.ooszs o ct (/) 3.00E-25 o o $ z.ooazs 1.00E25 0.00E+00 1500 Panjanggelonbang,nm Gambar 3. Spektrum cross section absorpsi dan cross seclion emisi
- 4. G'v) i4b+i++rn-lxa=,.p fu.*- p : ue4lrseq8uluu7 z redurus = z pep (g'f) ueeunsred - 0 rse.6a1rq (s'r) 4*lo * *!o) *--qrr-= ,"!I : rssrnlsssslrsuelur u?p 'efep uuparuapou rs8urgiqelspe rt aefluap G'v) * lo = ' n : ln{Feq re8eqas ue{rsug:eprp8ue,{Qnu81s potus) 1rce4:-1u.,(urs rsfuosqeuarsgeo{ qelepe rn uep dn1tanorol4eJ q?l?pefr3 ever;ong G'v) (#o+';i+.,)r-=#,n : uollJsqureu 'd u?tpnrual(7'y) ueewesrad er(ep apou Sursetu- Swseu ua8uep selrsuoturueryedurallp1uI uer8eqrp unueN '3ue1g 1pe$au (7'y) uezruesred Js$q Euntn4 ?prrel utuegaduurEeq rp unrqJa rsnqlqsry ueEurguuE:a1e>1 aleu (Z'V'l ueeures:ed ',ntr ueT{nseurrp u:t!f 'leras selaf q uolpas sso.radepeqral ue4rser8alurrp sruer{ (7il ueeu,resred leurproo>1 'z depuqnl rser8alul e)l qlFraq umleqes 'cN -Nl = tltr suetllrp d = N umlqJ3 rse"guesuo{ueEuap }te)u31 t1gqerneq r8raua 1e4Eqlrp rselndo4'rsfuosqe rsnueuolpassso,rr r{elepe uep ,"lo trep *:g (z'v) (rIoN-(nlo + ,!o)'u)'t', = # : lrullreqte8uqes (s'a = 4)'I selrsualur u4rsrugeprl lse4ggdury 'sslrsualur 'uoloqdl6,:oua f h 'selerSrauate{8url rp uuluodsaqtall1 r1eleperefrqrrcqas epd n}Feq uepgnrsod qzre{rqun I+ z : tn euernrq'(s = /) EueqruolaE1e,{urs (d = f ) edruodueleqruered uep qereur:plnfimuavttn $!s}CI ze ''o:l 'nr! , (r'r) ji 't- ='N ii'' 'eftuod ssl$ualutuep 1e,{urs qsqrueu }edupsule sulrsuo}ur drauale{Euquole rsepdod EmlrqEueu u.t(ueq Eue{ ueeues:ed rmsn{uaur ueEuapuu4sulafip a&uod uep ludurs8uequroloEw+equtsrsdxuu ggtl rrep096 e{qesr.u1 '(uor2dtosqVaqorypa11rg} rdrosqe Fqls{e useps1 u?p seqaqBreoes uoln1uelryledep udurodEuequroleE Suefuu6 r.raS4psgel{Brsy .? snlsn8y ZZ,- lZ 'slJe)luf 'uuuepeung splrsJe^rununFolrpnv Z0r0g (ZOOZ ruetsrsuep raln&uo;tr.s8urpaecor4 UyUrtgy) ue[1a1u1
- 5. Analisa Karakteristik Gain Serat Optik Erbium Doped Amplifier Mode Tunggal Umumnya koefisien Co, adalah daya bebas, tetapi untuk daya yang cukup tinggi etau untuk doping erbium terbatas seluruhnya diatur konstan. Nilainya ditentukan oleh banya satu panjang gelgmbang pompa dan satu panjang gelombang sinyal. Untuk daya pompa yang sangat tinggi dan daya sinyal diabaikanmaka dapat ditetapkan dari persamaan(4.2) bahwa pendekatanpopulasi di tingkat energi atas N, -- Noi* f olo' * oT ). Kemudian daya pompa absorpsi adalah : pabs=h', I @7) -P tfua1 -J- r oi ' 1.;T -, Gain maksimum dicapai dengan mengintegralkan persamaan (4.2) terhadap mode medansinyal. (4.8) G** = Penjelasanyang sama diberikan untuk daya sinyal absorpsipada daya input yang tinggi dan untuk faktor transmisi pada panjang gelombangpompa dimana daya pompa diabaikan. Diperoleh dari persamaan (4.6) Ckjf I;'' = ll Pi"'dengan, Potn' - I; (4.e) Secarajelas pada persamaan(4.6) untuk pompa dapat ditulis k = p dan gelombang sinyal k = s. Kemudian dari sini dapat dipisahkan daya pompa output Pfu'dan daya pompa absorpsi P; - P;'' dari persamaansinyal serta memasukkannya persamaanpompa. Setelah didapatkan ke beberapamodifikasidenganmenggunakangainsinyal = p,"* lPi' G = exp(po"Z) maka: rc-'lt {ul1*)=#rr.,td.ff (4.10) Dengangain maksimum Gr.* =eXP{t+-",)r} . 1 1 ) (4 den perbandingandaya saturasi 6=w (4.r2)
- 6. '0002'8SZl- VSZI'9 eurnlon'scruo.4ca1g umlueno uI sctdol pe1cales uo leurnof AASI '..lq8ll lgg ern1ry V- '{ce; ppuoq1 lzl 'I66I '6- gg'ltella1 giII 'TUIS '..tuoce1a1 lcedturrreql uo pue raglldurereqg ',troult{811I1y,, '( V ) rsllry'C trl B)Iclsnd r8lJ8(I '9 w g = 7 ng[11dwopadop wnlqra Tnns opnd tslwsurrrtofuQ'9 raqwo9 1@llwttbFrd 691 @t 6st m 6H o E' 9 uto8 loKutg ', nqwD7 uatsgf{aoy urgp'rndut a{cq 0z- 0?- *u osc tl-;..- - uu ossr! "---7- P:= - :'l et( -l uu 08tl ' s'8- ; 'rugp 0I - 1ndu1 e,(ep:rryEuep St'8 - qelsPs OESI t6EuequrolaE rugp *" = Euefud tugp Z'8 - I{FpB ucp lllu ggtl : 1 SueqruolaE Suefued'urgp?'g - rlulapBlrru 086 = 16Suequrola? Suefuedapededlsod ip rlp"t* padopwftrqn {qdo }arasqe:psnusrleq 8ue,{unurqdo tdug'rsuqglldulu g tagfiduto rp uerlruleletu uurptalrp padop untqra leres uEEuyqes ;$rsod qeleps u3lsgleo{ a.lzE rstpuol g;lgurrsslr$taralwnlqra uor - uor EDIrrqusp rpsspttraua p43up uudeqelepudeperaqwnlQtauo1 - uor Bruuas ailrqJpe8au rcrpuo1 urqsp ualsgJeolutDg e^t1eqsslteua 1eq$pludug Fep ue1ndru1se11 'S 'nDIs usn1ss p,{urs ueEuap rad uopqd qepun! egas uquods rsrue uoloqd nfet ue8uepue8mqnqrequsuol u?Feq mts eped uolSuepag 'np[B/ll usnlesrad rsdrosqeeduod uopqd qepmf uu4lpfunueu (9'y) ueeuesed IrBpIJptue6eq Fls cpud 16p7snlsn8y ZZ- lt, 'Bu8{f 'uuuepetmgssrsJa^runumuorpnv (ZOOZtlfrllt6;) ualgalul uratsls uep -rapdruoy 'sEurpecor; 9-d
- 7. Karakteristik Gain SeratOptik Erbium Doped Amplifier Mode Tunggal E.Desurvire,"LightwavecommunicationThe fifth generation", : ScientificAmerican,96- r03,1992- H. Cherin,"An infioduction opticalfiber", Mc Graw-Hill,New Yorlq 1983. to S. Ungar,"Fiber optios,theoryandapplications", JohnWilloy & Son,Ltd., England,1990. r| E.Desurvire, "Erbium Son,Inc., doped fiber amplifier, principles and applications",John Willey & New York, 1994. m D. A. Chapman, "Erbium doped fiber amplifier : the latest revolution in optical communications", Electronics Communications & Engineering Journal,59- 67,1994' FI Th. Pfeiffer, H. Bullow, "Analytical gain equationfsr erbium doped fiber amplifiers including mode field profilesand dopantdistribution-,IEEE Phot.Tech. Lett-, Volume 4, 449- 457,1992. E.Desurvire,J.R Simpson, "Amplificationof spontaneous emissionin erbium dopedsingle Itl modefiberr" IEEE Journal Lighhvave of Technology, Volume7, 835- 845, 1989. ll0l A. Bjarklev, "Optical fiber amplifrers: designand systemapplications",Artech house, London,1993.