BUKU PRAKTIKUM

LASER Lensa Objek Lensa Layar Objektif Gbr. F-4. Set-up percobaan Tugas 1. Hasil pengambilan foto dari a) celah empat persegi panjang dan b) celah lingkaran 2. Hitung harga OTF untuk empat persegi panjang Daftar Pustaka 01. Joseph W. Goodman : Introduction to Fourier Optics, McGraw-HillBook Company, 1968 02. Max Born and Emil Wolf : Principles of Optics, Pergamon Press. 45

III. SPASIAL FILTER (Spatial Filtering) 1 Transformasi Fourier dari suatu citra (images) dapat diperoleh dengan menggunakan berkas kolimasi dan suatu lensa pada suatu bidang fokus. Banyak cara yang menarik untuk mendapatkan citra yaitu band-pass, some direction-pass, schlieren method, taking off printing dots, matched filtering dan sebagainya, dapat dilakukan dengan menempatkan filter didalam bidang transformasi fourier. 1. Transformasi fourier dan peralatan optic Suatu peralatan optic dari transformasi fourier seperti yang terlihat dalam gambar 5. Suatu berkas kolimasi menyinari citra, kemudian sinar dibiaskan dari citra membuat transformasi fourier citra pada suatu jarak fokus f dari suatu lensa. Kolimator X Lensa XF Y Yf LASER Citra f ff Gbr. 5. Pembentukan transformasi fourier Transformasi fourier dari suatu citra dengan spasial frekuensi dan biasanya dinyatakan dengan garis/mm, f adalah jarak fokus. xf dan yf adalah bidang kordinat transformasi fourier. CITRA DAN TRANSFORMASI FOURIER Hubungan antara suatu citra dan transformasi fourier (1) Gunakan suatu citra kertas, suatu citra fotografi dan grating. (2) Rubahlah arah dan ukuran dari citra 3.2. Alat-alat yang digunakan 1. Laser 2. Lensa objektif 3. Kolimator 4. citra 5. lensa 6. layar 46

3.3. Jalannya Percobaan 1. Buatlah tinggi berkas pada set peralatan optic sama tinggi, sebagaimana menset suatu peralatan optic 2. Setiap lensa ditempatkan dalam berkas, jangan arah berkas yang digerakkan. 3. Tempatkan kolimator, sebuah cermin di tempatkan di depan lensa kolimator dan jarak antara ekspander dan lensa kolimator adalah diatur untuk memantulkan sinar agar masuk ke dalam ekspander. 4. Tempatkan citra di depan berkas kolimasi 5. Perhatikan citra transformasi fourier dengan menempatkan ground gelas pada bidang fokus dari lensa. 6. Ambil fotograf dari citra transformasi fourier 7. Hitunglah harga eksperimen dengan menggunakan grating 8. Buat laporan, tulis hubungan antara suatu citra dan transformasi fourier. 47

SPASIAL FILTERING 2 Perhatikan gambar 6, skematik dari suatu peralatan spasial filtering. Xf P3 L2 x L1 y yf P1 f P2 y’ f f X’ f Gbr.6 Skematik diagram suatu spasial filter Suatu citra masukan i(x,y) ditempatkan pada bidang P1. Transformasi fourier F(xf,yf) diperoleh dalam bidang P2. kebalikan transformasi fourier i’(x’,y’) didapat dalam bidang P3. Spasial filter dapat dibuat dengan menempatkan aperture dalam bidang P2. Suatu amplitude melalui sebuah spasial T(xf,yf) adalah dinyatakan sebagai F(xf,yf) . T(xf,yf) Dengan suatu invers transformasi yang dibuat oleh lensa L2, suatu amplitudo dari suatu citra dalam bidang P3, dinyatakan sebagai i’ (x’ ,y’) = i (x,y) * t(x’,y’) dimana t(x’,y’) = F [T(xf,yf)], tanda * konvolusi Jalannya Percobaan 1. Buat filter dengan suatu film fotograp atau gunakan plat dengan member lubang. 2. Tempatkan filter dalam bidang P dan gerakkan. 3. Suatu citra atau grating ditempatkan pada bidang tersebut. 4. Amati pengaruh dari filte melalui ground gelas ditempatkan dalam P. 5. ambil fotograp tanpa menggunakan filter 6. Tulislah pengaruh setiap filter dalam laporan. TAKING OFF PRINTING DOTS Sebuah dot (titik) yang telah dicetak pada suatu film untuk ditransmitan. Bila transmitan fotograp adalah konstan dalam film, diameter dot yang dicetak adalah tetap. Seperti pada grating dua dimensi, oleh karena hasil cetakan konstan. Banyak spot yang terang di mana intensitas bergantung pada sebuiah diameter dot didapatkan dalam sebuah bidang transformasi fourier, lihat gambar 7. Intensitas dari spot terang pada frekuensi adalah sebanding denga diameter dot. Sehingga, suatu citra tanpa dot adalah didapat dengan low-pass filter. Bila order spot terang adalah melalui pinhole, banyak hal yang menarik diamati. Coba terangkan hal tersebut. 48

ALAT-ALAT YANG DIGUNAKAN 1. Film (digunakan mini copy film) 2. pinhole 3. kamera u Apertur π Gbr. 7. aperture citra dot Jalannya Percobaan 1. Cetak citra pada film minicopy 2. Citra tersebut tempatkan dalam suatu set-up optic. 3. Sebuah low-pass filter ditempatkan dalam bidang transformasi fourier 4. ambil fotograf dan proses. FILTER PADANAN (Matched Filtering) Matched filtering adalah sesuatu yang sangat penting dalam pola recognition danadalah metoda untuk mendapatkan suatu keluaran sama dalam suatu kertas. Metoda ini menggunakan holografi spasial filter yang dibuat untuk merekam suatu interferensi antara citra transformasi fourier dan sinar acuan. Dalam gambar 8, diperlihatkan skematik suatu set- up dari matched filter. Lensa M2 BS Kolimator P1 f f P2 f fp LASER M1 Kolimator M3 Gbr. 8 Set-up Percobaan 49

Prinsip dan jalan percobaan Disini, metoda untuk mendapatkan keluaran sama pada suatu kertas. 1. Buat pada transfaransi satu kata, misalnya OPTO dan tempatkan dalam P1. 2. Tempatkan plat holografi dalam bidang P2, kamar dalam keadaan gelap. 3. Berkas acuan yang dikolimasi, rekam interferensi. 4. Proses plat holografi dengan menggunakan D-19, atau copynal developer 5. Selanjutnya, plat ini ditempatkan dalam posisi yang sama. 6. Setelah taking off citra, gunakan citra lain yang lebih banyak kata dan termasuk OPTO diletakkan dalam bidang P1. 7. Berkas acuan di stop 8. Cross-correlation dari dua citra diperoleh dalam bidang P3. 9. Deteksi korelasi sinyal dengan menggunakan fotomultiplier atau fotograp dan ukur signal to noise ratio dari korelasi sinyal. Daftar Bacaan 1. Born and Wolf : Princiles of Optics 2. Joseph W. Goodman : Introduction Fourier Optics 50

F. SIFAT-SIFAT FIBER OPTIK Tujuan Percobaan : 1. Menentukan aperture numeric (NA) pada fiber optic multimode 2. Mengukur atenuasi atau susut daya suatu transmisi berkas sinar laser dalam fiber optic 3. Menentukan efisiensi berkas sinar yang ditransmisikan fiber melalui lensa planar dan didasari dari hasil pengukuran intensitas. I. Aperture Numerik (NA) fiber optic I.1. Teori Dasar Pada dasarnya fiber optic terdiri dari 2 bagian yaitu inti (core) dan kulit (cladding). Inti mempunyai indek bias yang lebih besar dibandingkan kulit, supaya terjadi pemantulan sempurna pada sinar yang dipandu. Jenis dari fiber optic yang dikenal adalah : (i) mode tunggal (ii) mode jamak step indeks (iii)mode jamak graded indeks Proses pemandu sinar yang ditransmisikan melalui fiber optic adalah proses pemantulan pada dua medium yang berbeda indek biasnya. suatu berkas cahaya yang melalui batas medium dengan indek bias yang berbeda dapat digambarkan seperti dalam gambar F-1, sebagai berikut : y ɸ1 ɸ1 n1 θ1 θ1 z θ2 n2 ɸ2 Gbr. (F-1a). Pemantulan sinar melalui medium. n1 < n2 51

y ɸ1 ɸ2 n1 θ1 θ2 z n2 Gbr. (F-1b). Pemantulan sinar n1 > n2 Dalam gbr. F-1, dapat dilihat bahwa n1 dan n2 adalah masing-masing indek bias pada medium I dan medium II. Untuk harga n1<n2, sinar dari medium I ditransmisi ke medium II, mengikuti hokum snellius yaitu : =������������������ ������1 ������1 (1) Sin θ2 n2 dengan θ1 dan θ2 masing-masing sudut datang dan sudut bias. Sebaliknya apabila n1>n2, seperti dalam gambar (F-1b), θ2 akan mengecil dengan mengecilnya θ2 sampai akhirnya θ2 = 0, pada suatu harga θ1 tertentu. pada harga sudut ini semua berkas cahaya akan dipantulkan pada bidang batas. Besar sudut θ1 = θk dengan pemantulan total terjadi memenuhi pers : ������������ = ������������������−1(n������21) (2) θk disebut sudut kritis untuk suatu pemantulan total. Apabila sudut masuk θ > θk, maka tidak ada sinar yang merambat dalam medium II, berarti tidak ada sinar yang dibiaskan. Peristiwa ini sebagai dasar dari sinar yang dipandu pada fiber optic. Apertur numeric (NA) dari suatu serat optic dapat diartikan sebagai penerimaan terhadap tumpukan cahaya atau sinus maksimum dimana sinar masuk masih dapat dipandu oleh fiber optic. Dalam gbr. F-2, pembiasan sinar dalam media fiber optic yang dijelaskan dengan teori pantulan. N2 Θo θi n1 o θɸ n2 Gbr. F-2. Pembiasan cahaya dalam media fiber. 52

Menurut hokum Snellius : (3) n sin θ = n sin ɸ (4) n1 sin ɸ = n1 cos (90-θ) = n1 cos θk Karena itu : n sin θ = n1 cos θk Jika θk = θ1, maka n sin θ = n1 cos θk dan dari relasi sin θk = n1/n2 sehingga didapatkan : ������������������������������ = √1 − (������2) = √(������12 − ������22) = 1 √(������12 − (������22) ������11 ������1 maka n sin θ = √(������12 − (������22, untuk udara n = 1 (5) Dengan mengukur besar sudut maksimum sudut masuk pada fiber dapat ditentukan harga NA dari suatu fiber. Alat-alat yang digunakan : - Laser He-Ne - Kolimator - Fiber optic multimode graded indek ±150 cm - peralatan dudukan - kamera dan film Set-up percobaan: KOLIMATOR FIBER OPTIK LAYAR LASER Gbr. F-3. Set-up rancangan percobaan Jalannya Percobaan : 1. Set-up rancangan eksperimen seperti dalam gambar (5) 2. Gunakan fiber ±150 cm dengan perlindungan dikelupas di kedua ujung fiber 3. Pasangkan pada set-up seperti di atas 4. set power laser dan masukkan kedalam media fiber 5. Pada ujung keluaran fiber tangkap dengan layar 6. Atur keluaran dari fiber dengan hasil yang cukup tajam 7. Ukur jarak dari ujung fiber sampai dengan layar 8. Ukur diameter berkas laser yang tertangkap pada layar 9. Ulangi langkah (3) dengan mengubah-ubah jarak antara ujung fiber ke layar 10. Didasarkan dari data pengukuran dapat dihitung NA dari fiber 53

II. TRANSMISSION LOSS DALAM FIBER OPTIK II.1. Teori dasar atenuasi dalam fiber optic, sehingga menyebabkan transmission loss diantaranya factor : 1. penyerapan 2. hamburan 3. pengaruh-pengaruh geometris Penyerapan Penyerapan Instrinsik Disebabkan karena kuatnya elektronik dan pita-pita transisi molecular dalam ultraviolet dan inframerah. Akibat dari transisi ini masuk kedalam daerah yang agak renggang. Penyerapan Impurutas Transmisi ion metal dan ion-ion OH. Kedua impurutas ini harus dalam keadaan konsentrasi sangat rendah untuk rugi-rugi fiber yang rendah. Pada panjang gelombang 950 nm dan rugi-ruginya adalah 1,25 db/km perbagian dari pada OH per sejuta dalam fuse silica. Penyerapan OH mempunyai pucak pada 2,8 πm, 950 nm, 725 nm dan 825 nm.\\ Kecacatan struktur atom Titanium (Ti4+) digunakan untuk mendoping gelas. Ti4+ tidak diserap tetapi Ti3+ diserap dalam cahaya tampak. kecacatan struktur atom dapat disebabkan karena penyinar sinar-x, sinar ɤ, neutron dan electron. Fiber-fiber dengan silica tinggi menunjukkan hambatan yang besar untuk radiasinya hal ini disebabkan karena cacat penyerapan. Hamburan Hamburan Rayleigh Secara termal disebabkan pembekuan pada variasi-variasi local dalam indek bias yang menyebabkan hamburan. agitasi termal ini menyebabkan perubahan-perubahan local dalam posisi atom-atom dalam gelas. Perubahan-perubahan ini beku jika dalam dalam gelas padat. Hasil-hasil ini dalam perubahan-perubahan local dalam indek bias yang sama akan menyebabkan hamburan. Pengaruh-pengaruh geometris Ikatan Makroskopik Ikatan makroskopik adalah distorsi aksial yang kecil dalam fiber optic. Ini mengkopel energy diantara dua buah moda. Sehingga dapat menyebabkan radiasi energy. Karakteristik untuk macam-macam bentuk atenuasi untuk keperluan komersial sepanjang 1 km dengan pemandu gelombang fiber multimode diperlihatkan pada gambar 1. Karakteristik yang menyebabkan rugi-rugi fiber dengan panjang gelombang yang optimum dari pada operasi untuk system komunikasi fiber adalah sekitar : 54

800 – 900 nm 0,8 – 0,9 πm 1000 – 1200 nm 1 - 1,3 πm 10 Puncak Penyerapan 0H At.db/km 900 1000 λ 5 hamburan loss 500 600 700 800 Radiasi pada belokan Dalam perjalanan cahaya dalam fiber, jika mengalami sudut-sudut kecil pada muka kulit antara kulit dan inti, seperti dalam gbr. F-4, dengan θ1> θk dan θ2< θk sehingga akan menimbulkan radiasi pada belokan tersebut. N2 θ2 N1 θ1 θ1 > θ2 θ1 < θ2 Gbr. F-4. Rugi-rugi pada belokan Alat-alat yang digunakan - Laser He-Ne - Lensa objektif - Fiber Optik - Power meter/detector - Magnetic stand Set-up Percobaan LASER FIBER OPTIK LENSA FIBER OPTIK SELFOC Detector Lensa Objektif Gbr. F-5. Set-up perancangan percobaan 55

Jalannya Percobaan 1. Set fiber optic, gunakan dengan panjang yang berbeda 2. Kupas kedua ujung 3. Gunakan lensa objektif untuk mengkopling sinar ke dalam fiber 4. Berkas yang keluar dari ujung yang lain lakukan ke dalam lensa selfoc 5. Berkas keluaran dari fiber diukur 6. Hitunglah transmisi loss pada fiber optic tanpa melalui selfoc 7. Hitunglah efisiensinya Daftar Pustaka 1. Y. Suematsu et. al : Introduction to optical fiber communication 2. Joseph palais : Fiber optic communication 56

III. Kopling optis antara fiber dengan lensa selfoc III.1. Teori Dasar Salah satu karakteristik transmisi serat optic yang banyak berpengaruh dalam masalah kopling adalah aperturnumerik (Numerical aperture = NA). Aperture numeric yang terlalu kecil membatasi besarnya sudut datang yang masuk ke dalam ujung masukan dari serat optic. Sebaliknya, aperture numeric yang agak besar membuat sinar yang keluar dari ujung serat optic semakin menyebar sebagai berkas sinar divergen. Selain itu, besar kecilnya diameter inti akan menentukan pula besar kecilnya mode spekel yang berbanding lurus dengan mode yang diliwatkan kedalam serat optic. Makin besar diameter inti serat optic, makin besar pula jumlah pola spekel yang terbentuk. Dengan demikian elemen komponen optic yang menerima berkas cahaya dari ujung keluaran serat optic harus mampu menangkap berkas yang menyebar tersebut. Lensa selfoc sebagai salah satu komponen optic dengan spesifikasi yang dimiliki mampu memfokuskan dan mengkolimasikan berkas cahaya. Sifat pemfokusan lensa selfoc ditentukan oleh distribusi indek bias di dalam medium. Konstante pemfokusan g dan panjang pitch Lp untuk lensa selfoc mempunyai hubungan yang saling berkaitan sebagai frekuensi sudut dan periode T untuk gelombang sinus, seperti dilihat dalam pers berikut Lp = 2c/g (1) Parameter g dan Lp pada lensa selfoc saling berkaitan untuk fungsi lensa selfoc sebagai kopling. Gambar III.1, menunjukkan berkas cahaya datang pada permukaan lensa selfoc dan difokuskan pada ujung akhir lensa selfoc. Selfoc Sinar laser Xi θoui L Gbr. F-6. Deviasi berkas cahaya pada lensa selfoc Efisiensi kopling lensa selfoc dihitung dengan membandingkan daya yang keluar dari lensa selfoc terhadap daya yang masuk kedalam lensa selfoc, adalah ������ = ������������������������ ������������������������������������������������ x 100% (2) daya masukan Pers. (2) mempunyai arti bahwa: daya yang masuk ke dalam lensa selfoc besarnya sama dengan daya yang keluar dari lensa selfoc ditambah dengan rugi-rugi (losses) yang terjadi pada lensa selfoc. Untuk menghitung losses (kemelesetan lateral) dengan menggunakan dua lensa selfoc dapat dilihat dalam gambar (III.2). Sedangkan pers. losses dapat ditulis sebagai berikut : Loss (dB) = -10 log <2/π sin-1| 1-<d/D>2>|1/2 - 2/π{d/D|1-(d/D)2}|1/2 (3) dengan : d = jarak kemelesetan D = diameter berkas sinar di dalam selfoc 57

d SL2 0F2 0f1 SL1 Gambar F-7, susunan kemelesetan secara lateral III.2. Alat-alat yang digunakan : 1. Laser He-Ne 2. lensa objektif 3. holder 4. fiber optic 5. lensa selfoc 6. power meter III.3. Set-up percobaan 0b.L SL1 SL2 0f2 Fiber optic LASER P1 P2 P3 POWER Lensa selfoc METER Laser Lensa Fiber optic P4 Power meter Gambar F-8, set-up percobaan Jalannya Percobaan : 1. Gunakan fiber optic dengan panjang tertentu 2. Masing-masing ujung fiber dikelupas dan dibersihkan dengan aceton dan tes pola (melukiskan belum terang) 3. Set rangkaian percobaan seperti dalam gambar III.3. Tugas 1. Ukurlah daya optic (dengan satu lensa selfoc dan dua lensa selfoc) 2. Hitunglah efisiensi (n) berdasarkan (1). 58

Daftar Pustaka 1. K. Iga. Y. Kokubun and Oikawa : “Fundamental of microoptic”. Academic Press Inc. and Ohmsha Publ.Co.Tokyo 2. Master tesis : Taruli E. Napitupulu, Diah Intani dan Syamsul El Yumin. 59

G. HOLOGRAFI IV.1. Latar Belakang Holografi adalah teknik perekaman optis untuk menghasilkan citra tiga dimensi, dalam teknik ini gelombang cahaya merupakan pembawa informasi dan direkam dalam bentuk parameter-parameter gelombang yaitu amplitudo dan fasa. Teknik ini pertama kali diusulkan oleh Gabor dalam tahun 1949, namun pada saat itu laser belum dikembangkan, dia melakukan percobaan pertama kali dengan menggunakan lampu pijar sebagai sumber cahaya. Holografi menjadi kenyataan praktis setelah diketemukan laser dan membuka era pengembangan yang sangat penting. Proses holografi tidak merekam gambar dari objek tetapi merekam gelombang cahaya yang terpantul, rekaman ini dinamakan hologram. Teknik dasar untuk membuat sebuah hologram adalah sebagai berikut, 1. Sensitometri 2. Mengukur efisiensi difraksi 3. Bleaching untuk membuat sebuah hologram fasa Metoda merekam hologram dapat dibagi dalam tiga jenis yang didasarkan jarak antara suatu objek dan material yang direkam. 1. Hologram Fresnel 2. Hologram Transformasi Fourier 3. Hologram Citra Salah satu penggunaan hologram adalah untuk mengukur suatu jarak dari difusi objek dengan dua metoda. 1. Metoda eksposur ganda (Double exposure method) 2. Metode waktu riil (Real time method) 1. Sensitometri Hubungan antara suatu kerapatan optis dari film fotograf, plat dan log eksposur dapat diukur dengan sensitometri. Kurva karakteristik yang diplot dinamakan kurva karakteristik atau kurva H-D. Respon Emulsi Film Film setelah dieksposur (direkam) dengan suatu intensitas sinar (I) dengan waktu t, maka transmisi amplitudo T dinyatakan T= E-ɤt 60

dimana E = eksposur = It dan ɤ adalah slop dari respon emulsi seperti dalam gambar 2. Faktor ½ dalam eksponensial oleh karena pengamatan terhadap amplitude bukan intensitas atau kuadrat amplitude. T = (It) -ɤ/2 dan T = I-ɤ/2 untuk t = konstan. Alat-alat yang diperlukan 1. Film 2. Plat gelas 3. Stepwedge 4. Sistem enlarger Jalan Percobaan 1. Sebuah film atau plat, stepwedge dan plat gelas ditempatkan dibawah suatu enlarge seperti dalam gambar 1. 2. Film dieksposure dengan sinar putih. Dapat menggunakan plat 10E75, tetapi diekspos dengan menggunakan laser. 3. Film diproses dengan D-19 atau copynal developer dengan waktu 3,5,7,9 menit pada temperature 20º C dengan agitasi kontinu. 4. Tempat dalam suatu stop bath 5. Masukkan ke dalam fikser selama 7 menit dengan agitasi seperlunya 6. Lakukan cucian selama 30 menit dalam air mengalir 7. Keringkan dalam udara (jangan dengan air panas) 8. Ukur kerapatan optis dengan menggunakan densitometer 9. Plot grafik kerapatan dari stepwedge dengan kerapatan film yang diproses seperti dalam gambar 2. 10. Setelah pembacaan ɤ = tan θ dari grafik, gambarkan grafik waktu pengembangan film (developing time) dengan ɤ. 61

Lampu 67 Lensa Densitas Optik tan θ= ɤ θ Lensa Plat gelas Densiti step tablet Log. E Step tablet Gbr.2 Kurva kerapatan film Film Gbr. 1. eksposure film 11. Coba lakukan dengan jenis film lainnya 2. EFISIENSI DIFRAKSI (DIFFRACTION EFFICIENCY) Efisiensi difraksi adalah didefinisikan sebagai ratio intensitas dari difraksi sinar order pertama dengan sinar penyinaran (sinar masuk) melalui hologram. Efisiensi difraksi bergantung terutama pada eksposur, intensitas, ɤ dan suatu intensitas ratio dari berkas acuan terhadap sinar objek. Disini, waktu prosessing dianggap dalam kondisi konstan, efisiensi difraksi dari film (plat hologram) di ukur dengan memvariasikan waktu eksposur dan intensitas ratio dari acuan terhadap objek. Alat-alat yang digunakan 1. Laser 2. Beam splitter 3. Cermin 4. Kolimator 5. Citra 6. Lensa 7. Celah 8. Volt Meter 9. Stepwedge (step tablet) 62

Set-up peralatan P1 Celah P2 Cermin Kolimator 2f Lensa 2f Fotomulti- plier Beam Splitter v meter Kolimator LASER Cermin Cermin Gbr. 3. Set-up peralatan untuk pembentukan citra hologram set-up peralatan, system optis untuk membentuk citra hologram. Sebuah stepwedge ditempatkan dalam bidang P1. Citra dari stepwedge adalah diteruskan dalam bidang P2. Dalam bidang ini ditempatkan plat hologram untuk merekam suatu pola interferensi dari citra stepwedge dan secara merata menggunakan berkas acuan. Jalannya Percobaan 1. Buatlah sudut θ antar berkas acuan dengan objek yang ditulis θ< 45º 2. Suatu intensitas dari berkas acuan adalah diatur dengan menggunakan attenuator agar sama dengan berkas objek dan tempatkan celah di depan fotomultiplier (fotodioda) 3. Plat dieksposur tanpa pengaruhgetaran terutama pada peralatan optic ( sebaiknya AC dimatikan) 4. Setelah diproses, plat ditempatkan kembali dalam bidang P2 5. Gunakan berkas acuan untuk menyinari plat untuk mengukur sinar difraksi order pertama. 6. Gambarkan grafik dari intensitas ratio dari acuan terhadap objek dengan eficiensi difraksi. 3. BLEACHING (MEMBERSIHKAN MUKA PLAT) Bleaching adalah teknik untuk mendapatkan suatu hologram fasa dimana efisiensi difraksi menjadi besar dibandingkan dengan suatu hologram amplitudo. Dengan bleaching, ag berubah menjadi AgX, di mana X adalah I atau Br. 63

Larutan Kimia Bleaching (1) Potassium Ferricyanida (KaFe(CN) ó Kristal (10 gram KaFe (CN) ó dilarutkan dengan 1 liter air) (2) Iodida ethyl alcohol larutan Ethyl alcohol 750 ml Iodida 2 gr Air Bersih 250 ml Alat-alat yang digunakan 1. Gelas ukur 2. Tempat larutan 3. Termometer Jalannya Bleaching 1. Plat hologram yang telah diproses dalam eksperimen terdahulu, dimasukkan ke dalam larutan bleching, perhatikan sampai bagian yang hitam bersih semuanya. 2. Cuci selama 5 menit dengan air mengalir 3. Keringkan di udara 4. Ukur efisiensi difraksi dengan cara yang dilakukan pada eksperimen 2 5. Buat grafik dari ratio acuan dengan objek vs efisiensi difraksi dalam gambar 6. Coba lakukan proses dengan dua larutan yang berbeda dan bandingkan hasilnya. 64

4. HOLOGRAM PEREKAMAN I. HOLOGRAFI FRESNEL Apabila jarak antara suatu objek dan hologram perekam tidak jauh, maka difraksi Fresnel dari suatu objek diamati pada hologram perekam. Suatu interferensi frinji dari difraksi Fresnel dari sebuah objek dan berkas acuan adalah direkam dalam suatu plat holografi. Sehingga hologram ini dinamakan hologram Fresnel. Teori Dasar Interferensi adalah superposisi gelombang cahaya yang menghasilkan pola intensitas baru, supaya dapat terjadi interferensi gelombang cahaya, maka cahaya tersebut harus koheren, yaitu mengandung frekuensi, amplitude dan fasa yang tetap. Pada interferensi gelombang cahaya yang akan didapatkan spectrum garis terang dan garis gelap yang beraturan, seperti terlihat dalam gambar 1. Gambar 1. Frinji Perekaman holografi Pembentukan citra pada holografi dilakukan dengan dua tahapan : 1. Proses perekaman 2. Proses rekonstruksi 1. Proses perekaman 2. Perekaman yang dilakukan pada suatu hologram merupakan pola interferensi berupa garis gelap dan terang. Didalam citra rekaman, sebagai hasil gelombang referensi bersuperposisi dengan gelombang objek. Pembentukan interferensi bergantung pada amplitude relatif dan fasa dari dua gelombang tersebut. Sehingga penyinaran koheren diperlukan untuk mempertahankan hubungan fasa konstan selama perekaman. Untuk mudahnya bahwa gelombang referensi dinyatakan dengan Ur dan gelombang dari objek dinyatakan dengan Uo. Bila kedua berkas dikenakan pada muka flat film, dapat menghasilkan Ut= Ur + Uo (1) Rekaman oleh film dalam bentuk intensitas yang besarnya I(x,y) = Ur + Uo) (Ur + Uo)* (2) = |Ur|2+Uo|2 + UrUo* + Ur*Uo 65

dengan Ur= Ar exp. (j {ɷt+ɸr}) Uo= Ao exp. (j {ɷt+ɸo}) Ar, Ao = amplitude gelombang ɸr,ɸo = fasa gelombang ɷ = frekuensi sudut t = waktu Penjalaran gelombang rekaman dapat dilihat dalam gambar 2. Gelombang Ur Gelombang Uo Gambar 2. Proses perekaman atau I Ir + Io + 2 /IrIo Cos δ I = A2 Cos δ = Cos (ɸr-ɸo) ������������������������������������������������������������������ = ������ max − ������ ������������������ = 4/������������������������ I max + I min 2(Ir+Io) = 2/������������������������ (3) (4) Ir+Io Bila visibilitas = 1 I = Ir + Io + 2/IrIo Cos δ = 2Io (1 + Cos δ Imax = 4 Io(inntensitas max. pada pola interferensi Imin = 0 (intensitas min. pada pola interferensi) Rekonstruksi Penyinaran rekonstruksi dinamakan U3, dan gelombang modulasi dinakaman dengan U4, maka U4 = U3 T (5) dengan T adalah transmisi amplitude U4 = U3UrUo* + UaUr*Uo (6) Gelombang rekonstruksi U3 identik dengan gelombang Ur. Pers. (6), menjadi Ur = Ur* 66

Dengan kata lain, apabila digunakan gelombang referensi dan gelombang rekonstruksi, maka yang terekonstruksi adalah citra maya dan citra nyata seperti dalam gambar 3. Hologram Rekonstruksi Hamburan objek Gelombang U3 gelombang Uo Maya Real Gel. hamburan konjurat U* Gambar 3. proses rekonstruksi 3. Alat-alat yang digunakan 1. Sumber sinar (Laser) 2. Cermin 3. Lensa, lensa pembagi berkas 4. Lensa objektif 5. Atenuator 6. Hologram 7. Developmen (D-19) 4. Set-up percobaan Lensa pembagi LASER Cermin Holo objek gram Cermin Cermin Gambar 4. Set-up percobaan Jalan Percobaan : 1. Set-up konstruksi seperti dalam gambar 4 2. Buat kedua berkas menjadi sama panjang, dari cermin pembagi berkas dengan plat hologram perekam. 3. Gunakan attenuator, atur intensitas ratio dari objek dan berkas acuan menjadi sama. 4. Tempatkan hologram (pilih sudut tertentu) 67

5. Setelah dieksposur dan lakukan proses, hologram diletakkan lagi pada posisi yang sama dimana hologram tersebut direkam 6. Perhatikan suatu citra dari objek hanya dengan berkas acuan. 7. Ambil dari beberapa foto dengan merubah ukuran aperture stop kamera. Tugas 1. Konstruksikanlah sehingga mendapatkan suatu interferensi 2. Bagaimana perubahan citra dalam 7. 5. HOLOGRAM TRANSFORMASI FOURIER Apabila jarak suatu objek dan hologram perekam sangat jauh atau tidak terbatas, maka difraksi Fraunhofer dari suatu objek diamati pada hologram perekam. Konstruksi dari set-up ini sangat sulit dalam sebuah laboratorium tanpa menggunakan sebuah lensa antara objek dan hologram perekam. Difraksi Fraunhoufer (Transformasi Fourier dari suatu objek) adalah diletakkan pada bidang fokus sebuah lensa. Hologram ini dinamakan hologram Transformasi Fourier. Alat-alat yang digunakan 1. Laser 2. Cermin 3. Beam Splitter 4. Kolimator 5. Benda transparan 6. Lensa 7. Hologram 8. Layar Set-up percobaan P1 L1 P2 ff Set-Up Percobaan Cermin Kolimator Beam Splitter Kolimator LASER Cermin Cermin Gbr. 5. Set-up percobaan 68

Jalannya Percobaan 1. Posisi penempatan plat hologram ditentukan dan jarak kedua berkas di set menjadi sama. 2. Lensa-lensa diset, tanpa harus menggerakkan berkas laser 3. Tempatkan transparasi pada jarak f dari lensa L 4. Ukur intensitas dari Transformasi Fourier dari citra dan intensitas dari berkas acuan. Gunakan fotomultiplier atau fotodioda dengan sangat hati-hati. 5. Intensitas acuan dan intensitas Transformasi Fourier di atur relatif sama, perhatikan caranya dalam gambar 6. I 1 Acuan 2 3 Spektrum Fourier oπ Gbr. 6 mengatur intensitas 6. Setelah dieksposure dan diproses, hologram diset lagi pada posisi yang sama. 7. Sebuah lensa di set untuk melihat citra, seperti dalam gambar 8. Lensa ini dinamakan lensa transformasi Fourier inverse. π Lensa u ff Gbr. 7 Lensa transformasi fourier inverse Tugas 1. Bagaimana kualitas citra rekonstruksi dengan cara merubah tingkat intensitas dari berkas acuan. 2. Jelaskan 69

6. HOLOGRAM CITRA Hologram citra adalah dibuat dari suatu citra bahwa pembuatannya dengan sebuah lensa yang direkam dengan hologram. Sehingga jarak citra dan plat hologram adalah nol. Jadi suatu citra dapat direkonstruksi dengan sinar putih. Penggunaan method ini adalah untuk hologram pelangi. Alat-alat yang digunakan Cermin 1. Laser 2. Lensa pembagi berkas 3. Cermin 4. Lensa objektif 5. Lensa 6. Objek 7. Hologram Set-up Percobaan LASER Hologram Lensa Objektif Lensa Objek Citra Cermin 2f 2f Lensa Gbr. 8. Set-up Percobaan Cermin Objektif Jalannya Percobaan 1. Dua lintasan optis di set seperti dalam gbr. 7 2. Plat hologram ditempatkan di tengah citra 3. Intensitas ratio dari berkas acuan dan citra di set menjadi sama 4. Plat hologram setelah dieksposur dan dip roses di tempatkan lagi, perhatikan citra pada plat. 5. Rekonstruksi citra dengan sinar putih berupa sumber titik. Tugas Jelaskan mengapa suatu citra dapat dilihat dengan sinar putih 70

Daftar Pustaka 1. Dasar-dasar holografi 2. Born & Wolf : Principles of Optics 3. Bahan kuliah Prof. Dr. Jumpe Tsujiuchi.. 71

SPEKEL OPTIS I. Tujuan Percobaan : Untuk mempelajari deformasi suatu permukaan objek yang dihasilkan pola frinji dalam bentuk spekel dari dua berkas yang disuperposisikan. II. Alat-alat yang digunakan: 1. Sumber sinar 2. Lensa objektif 3. beam splitter 4. celah 5. fotografi 6. alumunium III. Pendahuluan Dalam interferometri telah dibahas pada pecobaan terdahulu tentang pola frinji yang dihasilkan dari dua berkas sinar yang disuperposisikan. Teknik spekel adalah merupakan gabungan dari system interferometer konvensional dengan system geseran spekel. Interferometer geseran spekel adalah suatu teknik untuk mengukur deformasi dari suatu permukaan objek. Deformasi permukaan suatu objek dapat diukur untuk mengetahui rata tidaknya suatu permukaan. IV. Teori dasar spekel Sistem optis untuk mengukur suatu spekel dapat digunakan suatu set-up sederhana berikut. LASER LENSA OBY. BS PERMUKAAN Gbr. Set-up CELAH LENSA KAMERA Sumber sinar yang digunakan denganpanjang gelombang λ = 6328 nm dari laser He Ne, sinar ini diteruskan ke objek setelah melalui lensa objektif, dan pembagi berkas. Pola yang dipantulkan dapat diamati melalui layar atau detector. Superposisi sinar dengan beda fasa seperti : (1) I(x,y) =|I1(x,y)|2 + |I2(x, ∆x,y) |2+2 |I1(x,y) |x|I2(x,y) | Cos (ɸ1 (x,y) + ɸ2) I(x,y) adalah amplitudo dan ∆x adalah pergeseran. 72

Setelah mengalami deformasi pada objek maka pergeseran fasa berubah dalam makroskopik, intensitas distribusi untuk setiap objek dapat dinyatakan dalam I’ (x,y) = |I1(x,y) |2 + |I1(x,∆x,y) |2 (2) +2| I1(x,y) |x | I2(x,∆x,y) | Cos [ɸ1(x,y) + ∆ɸ(x,y) + ɸ2] ∆ɸ(x,y) = (4π/λ)[ɷ(x,y)-ɷ(x,∆x,y) (3) ≡ (4π/λ)[ɷ(x,y)/δɷ]∆x) ɷ (x,y) = deformasi yang terjadi sepanjang sumbu optis. ∆ɸ (x,y) = deterministic kuantitas adalah sebanding dengan deformasi bila mengalami perubahan kecil dari ɷ(x,y) Dari penyelesaian pers. (1) diperoleh pendistribusian fasa ɸ(x,y) sebelum deformasi θ(x,y) = 1 [������1(������,������)− ������3(������,������)]������������������ ������−1 ������������ ������1(������,������)+������3(������,������)− 2������(������,������)] sin ������ Dengan mengetahui cara pergeseran fasa ɸ (x,y) + ∆x (x,y) dari intensitas I1 (x,y) dan I3 (x,y), karena itu ∆x (x,y) sebanding dengan besarnya deformasi yang diperoleh berdasarkan pergeseran fasa dari ɸ(x,y) dan ɸ(x,y) + ∆x(x,y). V. Eksperimen 1. Set-up eksperimen Laser lensa objektif objek BS celah Micrometer lensa Sensor / kamera Gbr. Set-up eksperimen 73

2. Gunakan plat alumunium sebagai objek yang berukuran 50 mm x 50 mm dengan tebal 2 mm. Tempatkan pada posisi objek seperti dalam gambar eksperimen. 3. Gerakkan objek dalam posisi spasial dengan menggunakan micrometer, amati frinji dari permukaan alumunium (sebaiknya anda memilih permukaan yang agak kasar). 4. Gunakan lensa objektif (10 x) atau 20 x dan lensa dengan jarak fokus 20 mm. 5. Hasil dari kondisi awal dan kondisi setelah mengalami deformasi dapat difoto, dan dilakukan pula dengan menggunakan filter normal. VI. Tugas 1. Perkirakanlah intensitas yang diukur berdasarkan yang datang ke objek dan yang dipantulkan ke objek. 2. Sertakan hasil frinji yang difoto dari berkas tanpa dan setelah deformasi. Daftar Puastaka 1. Speckle shearing interferometry 2. Speckle reduction 3. Speckle pattern II. PERCOBAAN SPEKEL II. Gunakan set-up seperti dalam percobaan I, objek dapat diganggu, kemudian amati bentuk frinji tanpa dan setelah deformasi. Tugas : 1. Perkirakanlah intensitas dalam posisi awal dan setelah digerakkan dalam posisi spasial. 2. Ambil foto dalam kedua posisi di atas. 74