Kamis, 12 Maret 2015

Prinsip Kerja Printer Laser

Printer Laser biasanya dipakai untuk mencetak tulisan maupun mencetak gambar pada kertas dengan mengirim data dari komputer. Prinsip ilmiah apakah yang dipakai dalam proses penggunanaan printer laser? Kita akan diskusikan misteri ini pada sesi berikut ini












Prinsip yang dipakai pada printer laser adalah prinsip elektrik statis, permulaannya adalah photoreceptor drum (OPC Drum) diberi muatan positif oleh Primary Charging Roller (PCR), dengan memberikan arus listrik padanya.

Kemudian printer menyorotkan sinar laser yang sangat kecil melewati permukaan photoreceptor drum untuk membentuk image tulisan atau gambar sesuai dengan data yang dikirim oleh komputer, satu garis horizontal pada satu waktu. Sinar laser menyorot kan cahaya pada photoreceptor drum untuk membentuk titik dan mematikan cahaya untuk tempat kosong per halaman. Sinar laser tidak bergerak dengan sendirinya namun sinar laser itu dipantulkan melalui cermin yang bisa bergerak sendiri. Sinar laser ini pasti berhenti pada titik di photoreceptor drum dan membentuk image electrostatic (permukaan drum yang berubah menjadi bermuatan negatif).

Setelah pola image lengkap, toner yang tersimpan di toner hopper (di dalam cartridge) diambil oleh Unit Developer (magnetic sleeve) . Toner yang bermuatan positif melekat pada area photoreceptor drum yang telah membentuk image electrostastik tapi bukan pada area yang bermuatan positif (area yang tidak terkena sinar laser). Lembar kertas (dengan muatan negative yang kuat) bergerak sepanjang sabuk dan roll diatas drum yang telah dibubuhi serbuk toner yang berpola. Kertas mendorong bubuk toner dari drum untuk berpindah melekat pada kertas sehingga pola image berserbuk toner berpindah pada kertas dan siap untuk difinishing pada fuser. Toner yang tidak menempel pada kertas dan masih melekat pada OPC Drum akan dihapus oleh Wiper Blade dan kemudian masuk ke dalam Waste Bin

Fuser (Pemanas)
fuser mengeringkan serbuk toner yang telah berbentuk image pada kertas agar kuat melekat pada kertas. Kemudian kertas yang telah tercetak dikeluarkan menuju tray pengeluaran kertas pada printer.









Laser Scanner Assembly
Laser Scanner biasanya terdiri dari 3 unit bagian :
1. Laser
2. Cermin berputar
3. Lensa
Unit laser menerima data gambar maupun text dari komputer, lalu data tersebut dipancarkan ke drum berupa titik-titik yang membentuk text atau gambar, bertahap secara horizontal pada drum.


Penggunaan Fiber Optik

Akibat perkembangan komunikasi data, pemakaian bandwidth pada backbone jaringan komunikasi data dan internet semakin besar. Sepuluh tahun yang lalu, backbone untuk koneksi data dan internet masih bisa menggunakan Vsat dan kabel tembaga Cat. 5e, namun dewasa ini hal itu akan sangat sulit. Karena perkembangan komunikasi data dan internet telah disertai perkembangan teknologi multi media, yang jelas sekali membutuhkan bandwidth yang sangat besar. Kebutuhan bandwidth yang besar ini hanya bisa dipenuhi dengan media kabel fiber optik (fiber optic). Kabel fiber optik (fiber optic) adalah kabel data jaringan yang dapat mengirim data melalui media cahaya. Dibandingkan dengan jenis kabel lainnya, kabel ini lebih mahal. Namun, fiber optik (fiber optic) memiliki jangkauan yang lebih jauh dari 550 meter sampai ratusan kilometer, tahan terhadap interferensi elektromagnetik dan dapat mengirim data pada kecepatan yang lebih tinggi dari jenis kabel lainnya. Kabel fiber optik (fiber optic) tidak membawa sinyal listrik, seperti kabel lainnya yang menggunakan kabel tembaga. Sebagai gantinya, sinyal yang mewakili bit tersebut diubah ke bentuk cahaya. Hal ini menyebabkan kenapa kabel fiber optik (fiber optic) bebas dari gangguan induk elektromaknetik dan interferensi frekwensi.
Sebagaimana telah diketahui, kabel fiber optik (fiber optic) terdiri dari dua jenis, yang dikenal sebagai single mode dan multi mode. Kabel single mode dapat menjangkau jarak yang lebih jauh dan hanya mengirim satu sinyal pada satu waktu. Kabel multimode mengirim sinyal yang berbeda pada saat yang bersamaan, mengirim data pada sudut refraksi yang berbeda pada saat yang bersamaan, mengirim data pada susut refraksi yang berbeda. Kabel fiber optik (fiber optic) single mode dapat menjangkau ratusan kilometer sedangkan kabel fiber optik (fiber optic) multimode biasanya hanya mencapai 550 meter untuk kecepatan 1000MBps atau kurang.
Konektor kabel fiber optik (fiber optic) terdiri dari beberapa jenis, antara lain konektor model ST yang berbentuk lingkaran dan konektor SC yang berbentuk persegi, juga ada konektor LC dan MTRJ. Penggunaan jenis konektor dan jenis kabel fiber optik (fiber optic) ini harus disesuaikan dengan jenis perangkat hardware yang akan digunakan. Tanpa kecocokan antara jenis konektor kabel fiber optik (fiber optic) dangan jenis kabel fiber optik (fiber optic) yang digunakan, maka dipastikan instalasi jaringan kabel fiber optik ( fiber optic ) tersebut tidak akan berjalan dengan baik dan benar. Disamping kwalitas proses instalasi kabel fiber optik (fiber optic), fo wallmount rack, fo connector, fo  buffer tubing kits, patch cord fo, switch converter yang tepat dan benar, hal lain yang penting juga untuk diperhatikan adalah keaslian produk fiber optik (fiber optic) yang terpasang.

Penemu LED Biru dan Putih

Hiroshi Amano 
Lahir: 11 September 1960 (umur 54) Hamamatsu

Lembaga: Nagoya University

Almamater: Nagoya University

Dikenal untuk:  LED Biru dan putih

Penghargaan: Penghargaan Nobel dalam Fisika (2014)
Hiroshi Amano adalah seorang ahli Fisika di Universitas Nagoya, Jepang yang mendapat Penghargaan Nobel Fisika tahun 2014 bersama Isamu Akasaki dan Shuji Nakamura untuk hasil penemuan mereka dalam menciptakan sinar LED (Light-Emitting Diodes) warna biru yang efisien sebagai dasar dan sumber dari cahaya putih yang sangat terang dan hemat energi.
Amano lahir di Hamamatsu, Jepang pada tanggal 11 September 1960. Ia menerima gelar BE , ME dan DE pada tahun 1983, 1985 dan 1989, masing-masing, dari Nagoya University. Dari tahun 1988 sampai 1992, ia adalah seorang rekan peneliti di Nagoya University. Pada tahun 1992, Ia pindah ke Universitas Meijo, di sana ia menjadi asisten profesor. Dari tahun 1998 sampai 2002 Ia adalah seorang profesor. Pada tahun 2010, ia pindah ke Graduate School of Engineering, Nagoya University.
Dia bergabung dengan tim Profesor Isamu Akasaki pada tahun 1982 sebagai seorang mahasiswa sarjana. Sejak itu, ia telah melakukan penelitian terhadap pertumbuhan, karakterisasi dan aplikasi perangkat kelompok III semikonduktor nitrida, yang dikenal sebagai bahan yang digunakan dalam dioda biru pemancar cahaya. Pada tahun 1985, ia mengembangkan suhu rendah yang menyimpan lapisan penyangga untuk pertumbuhan kelompok III film nitrida semikonduktor pada substrat safir, yang menyebabkan realisasi kelompok-III-nitrida semikonduktor berbasis dioda pemancar cahaya dan dioda laser. Pada tahun 1989, ia berhasil mengemangkan tipe-p GaN dan fabrikasi pn-junction-jenis berbasis GaN UV / biru light-emitting diode untuk pertama kalinya di dunia. 

sumber :http://blogpenemu.blogspot.com/2014/10/biografi-hiroshi-amano-penemu-led-light-Emitting-Diodes-warna-biru-yang-efisien.html

Bapak Fiber Optik

First, it was Jagadish Chandra Bose at the turn of the century, who was the first to demonstrate wireless signaling in 1895. Later, he even created a radio wave receiver called the 'coherer' from iron and mercury. Though he showed no interest in patenting it, Bose demonstrated his inventions in Kolkata and London. 
Sir Neville Mott, who won the Nobel Prize for Physics in 1978, in fact commented that Bose had foreseen the 'n' and 'p' type semiconductors, and was 'sixty years ahead of his time.' However, the Nobel Prize in Physics for wireless communication was awarded to Guglielmo Marconi in 1909, 14 years after Bose had demonstrated the possibility. Then came Satyendranath Bose, who sent a paper on the statistics of quanta of light–photons to Albert Einstein. Einstein supported the paper and got it published in Zeitschrift der Physik in 1924, and that in turn gave birth to the now famous Bose-Einstein statistics and the term 'Bosons' for all those elementary particles that follow it.Even though three Nobel Prizes have been awarded for works based on Bose statistics, the originator of the idea was never awarded one. Moving on, G N Ramachandran deserved a Nobel for his work on bio-molecular structures in general and, more particularly, the triple helical structure of collagen. E C George Sudarshan produced pioneering contributions to Quantum Optics and coherence, but his work was ignored, and Roy Glauber was awarded the Physics Nobel in 2005 for the same work.

And so to this week: The press release issued by The Royal Swedish Academy of Sciences on the Nobel Prize for Physics for 2009 says 'one half' of the prize has been awarded to Charles K Kao 'for groundbreaking achievements concerning the transmission of light in fibers for optical communication.' What the Academy omitted to note was that Moga, Punjab-born Narinder Singh Kapany, widely considered the Father of Fibre Optics, and, in this capacity, featured in a 1999 Fortune magazine article on the 'Unsung Heroes of the 20th Century', had far the stronger claim. Charles Kao in a 1996 paper put forward the idea of using glass fibres for communication using light; he tirelessly evangelised it and fully deserves a share of the Prize. However, the fact remains that it was Kapany who first demonstrated successfully that light can be transmitted through bent glass fibres during his doctoral work at the Imperial College of Science in London in the early fifties, and published the findings in a paper in Nature in 1954. Since then, Kapany irelessly developed applications of fibre optics for endoscopy during the fifties and later coined the term Fibre Optics in an article in Scientific American in 1960. His body of work provided the basis for the developments of any and all applications in communications.
In a book published in 2003 by Rupa & Co titled Sand to Silicon: The Amazing Story of Digital Technology, I had written of the respective contributions of Kapany and Kao to the field of Fiber Optics. A relevant excerpt (pages: 154-159): Very few Indians know that an Indian, Narinder Singh Kapany, a pioneer in the field, coined the term (Fibre Optics) in 1960. We will come to his story later on, but before that let us look at what fibre optics is. It all started with queries like: Can we channel light through a curved path, even though we know that light travels in a straight line?' Why is that important? Well, suppose you want to examine an internal organ of the human body for diagnostic or surgical purposes. You would need a flexible pipe carrying light. Similarly, if you want to communicate by using light signals, you cannot send light through the air for long distances; you need a flexible cable carrying light over such distances.'The periscopes we made as class projects when we were in school, using cardboard tubes and pieces of mirror, are actually devices to bend light. Bending light at right angles as in a periscope was simple. Bending light along a smooth curve is not so easy. But it can be done, and that is what is done in optic fibre cables.''For centuries people have built canals or viaducts to direct water for irrigation or domestic use. These channels achieve maximum effect if the walls or embankments do not leak.' 'Similarly, if we have a pipe whose insides are coated with a reflecting material, then photons or waves can be directed along easily without getting absorbed by the wall material.'
'A light wave gets reflected millions of times inside such a pipe (the number depending on the length and diameter of the pipe and the narrowness of the light beam).'
'This creates the biggest problem for pipes carrying light. Even if we can get coatings with 99.99 per cent reflectivity, the tiny 'leakage' of 0.01 per cent on each reflection can result in a near-zero signal after 10,000 reflections.''Here a phenomenon called total internal reflection comes to the rescue. If we send a light beam from water into air, it behaves peculiarly as we increase the angle between the incident ray and the perpendicular.'
'We reach a point when any increase in the angle of incidence results in the light not leaving the water and, instead, getting reflected back entirely. This phenomenon is called total internal reflection.'
'Any surface, however finely polished, absorbs some light, and hence repeated reflections weaken a beam.'
'But total internal reflection is a hundred per cent, which means that if we make a piece of glass as non-absorbent as possible, and if we use total internal reflection, we can carry a beam of light over long distances inside a strand of glass.'
'This is the principle used in fibre optics.'
'The idea is not new. In the 1840s, Swiss physicist Daniel Collandon and French physicist Jacques Babinet showed that light could be guided along jets of water.'
'British physicist John Tyndall popularised the idea further through his public demonstrations in 1854, guiding light in a jet of water flowing from a tank.'
'Since then this method has been commonly used in water fountains. If we keep sources of light that change their colour periodically at the fountainhead, it appears as if differently coloured water is springing out of the fountain.'
'Later many scientists conceived of bent quartz rods carrying light, and even patented some of these inventions. But it took a long time for these ideas to be converted into commercially viable products. One of the main hurdles was the considerable absorption of light inside glass rods.'
'Narinder Singh Kapany recounted to the author, "When I was a high school student at Dehradun in the beautiful foothills of the Himalayas, it occurred to me that light need not travel in a straight line, that it could be bent. I carried the idea to college. Actually it was not an idea but the statement of a problem. When I worked in the ordnance factory in Dehradun after my graduation, I tried using right-angled prisms to bend light.'
'However, when I went to London to study at the Imperial College and started working on my thesis, my advisor, Dr Hopkins, suggested that I try glass cylinders instead of prisms. So I thought of a bundle of thin glass fibres, which could be bent easily. Initially my primary interest was to use them in medical instruments for looking inside the human body. The broad potential of optic fibres did not dawn on me till 1955. It was then that I coined the term fibre optics."'
'Kapany and others were trying to use a glass fibre as a light pipe or, technically speaking, a 'dielectric wave guide'. But drawing a fibre of optical quality, free from impurities, was not an easy job. Kapany went to the Pilkington Glass Company, which manufactured glass fibre for non-optical purposes. For the company, the optical quality of the glass was not important.'
'"I took some optical glass and requested them to draw fiber from that," says Kapany. "I also told them that I was going to use it to transmit light. They were perplexed, but humoured me."'
'A few months later Pilkington sent spools of fibre made of green glass, which is used to make beer bottles. "They had ignored the optical glass I had given them. I spent months making bundles of fibre from what they had supplied and trying to transmit light through them, but no light came out. That was because it was not optical glass. So I had to cut the bundle to short lengths and then use a bright carbon arc source."'
'Kapany was confronted with another problem. A naked glass fibre did not guide the light well. Due to surface defects, more light was leaking out than he had expected. To transmit a large image he would have needed a bundle of fibres containing several hundred strands; but contact between adjacent fibers led to loss of image resolution.'
'Several people then suggested the idea of cladding the fibre. Cladding, when made of glass of a lower refractive index than the core, reduced leakages and also prevented damage to the core. Finally, Kapany was successful; he and Hopkins published the results in 1954 in the British journal Nature.'
'Kapany then migrated to the US and worked further in fibre optics while teaching at Rochester and the Illinois Institute of Technology. In 1960, with the invention of lasers, a new chapter opened in applied physics. From 1955 to 1965 Kapany was the lead author of dozens of technical and popular papers on the subject. His writings spread the gospel of fibre optics, casting him as a pioneer in the field.'
'His popular article on fibre optics in Scientific American in 1960 finally established the new term (fibre optics); the article constitutes a reference point for the subject even today. In November 1999, Fortune magazine published profiles of seven people who have greatly influenced life in the twentieth century but are unsung heroes. Kapany was one of them.'
'If we go back into the history of modern communications involving electrical impulses, we find that Alexander Graham Bell patented an optical telephone system in 1880. He called this a 'photophone'. Bell converted speech into electrical impulses, which he converted into light flashes.'
'A photosensitive receiver converted the signals back into electrical impulses, which were then converted into speech. But the atmosphere does not transmit light as reliably as wires do; there is heavy atmospheric absorption, which can get worse with fog, rain and other impediments.'
'As there were no strong and directional light sources like lasers at that time, optical communications went into hibernation. Bell's earlier invention, the telephone, proved far more practical. If Bell yearned to send signals through the air, far ahead of his time, we cannot blame him; after all, it's such a pain digging and laying cables.'
'In the 1950s, as telephone networks spread, telecommunications engineers sought more transmission bandwidth. Light, as a carrying medium, promised the maximum bandwidth. Naturally, optic fibres attracted attention. But the loss of intensity of the signal was as high as a decibel per metre.'
'This was fine for looking inside the body, but communications operated over much longer distances and could not tolerate losses of more than ten to twenty decibels per kilometre. Now what do decibels have to do with it? Why is signal loss per kilometre measured in decibels?'
'The human ear is sensitive to sound on a logarithmic scale; that is why the decibel scale came into being in audio engineering, in the first place.'
'If a signal gets reduced to half its strength over one kilometre because of absorption, after two kilometres it will become a fourth of its original strength. That is why communication engineers use the decibel scale to describe signal attenuation in cables.'
'In the early 1969s signal loss in glass fiber was one decibel per metre, which meant that after traversing ten metres of the fiber the signal was reduced to a tenth of its original strength.'
'After twenty metres the signal was a mere hundredth its original strength. As you can imagine, after traversing a kilometre no perceptible signal was left.'
'A small team at the Standard Telecommunications Laboratories in the UK was not put off by this drawback. This group was headed by Antoni Karbowiak, and later by a young Shanghai-born engineer, Charles Kao.'
'Kao studied the problem carefully and worked out a proposal for long-distance communications through glass fibres. He presented a paper at a London meeting of the Institution of Electrical Engineers in 1966, pointing out that the optic fibre of those days had an information-carrying capacity of one GHz, or an equivalent of 200 TV channels, or more than 200,000 telephone channels.'
'Although the best available low-loss material then showed a loss of about 1,000 decibels/kilometre (dB/km), he claimed that materials with losses of just 10 to 20 dB/km would eventually be developed.'
'With Kao almost evangelistically promoting the prospects of fibre communications, and the British Post Office (the forerunner to British Telecom) showing interest in developing such a network, laboratories around the world tried to make low-loss fibre. It took four years to reach Kao's goal of 20dB/km.'
'At the Corning Glass Works (now Corning Inc), Robert Maurer, Donald Keck and Peter Schultz used fused silica to achieve the feat. The Corning breakthrough opened the door to fibre-optic communications. In the same year, Bell Labs and a team at the Ioffe Physical Institute in Leningrad (now St Petersburg) made the first semiconductor lasers, able to emit a continuous wave at room temperature.'
'Over the next several years, fibre losses dropped dramatically, aided by improved fabrication methods and by the shift to longer wavelengths where fibers have inherently lower attenuation.'
'Today's fibres are so transparent that if the Pacific Ocean, which is several kilometres deep, were to be made of this glass we could see the ocean bed!'
'Note one point here. The absorption of light in glass depends not only on the chemical composition of the glass but also on the wavelength of light that is transmitted through it. It has been found that there are three windows with very low attenuation: One is around 900 nanometres, the next at 1,300 nm and the last one at 1,550 nm.'
'Once engineers could develop lasers with those wavelengths, they were in business. This happened in the 1970s and 1980s, thanks to Herbert Kroemer's hetero-structures and many hard-working experimentalists.'
The excerpt ends here. While working on this book and particularly this chapter, I had thought that with the world now firmly ensconced in the era of communications, it wouldn't be long before Narinder Kapany's pioneering work in the field was recognised with the Nobel Prize.
Now, two years later, I find that the name of the pioneer of fibre optics has been added to a very long list of Indians who, though richly deserving of the ultimate accolade, the Nobel Prize, have been mysteriously passed over by the august members of the Royal Swedish Academy of Sciences. 

sumber: http://www.rediff.com/news/report/how-india-missed-another-nobel-prize/20091008.htm

Design Kabel Serat Optik

kabel serat optik adalah kabel yang mengandung satu atau lebih serat optik. Unsur-unsur serat optik biasanya individual dilapisi dengan lapisan plastik dan yang terkandung dalam tabung pelindung yang sesuai untuk lingkungan di mana kabel akan diturunkan.
Serat optik terdiri dari inti dan lapisan cladding, dipilih untuk refleksi internal total karena perbedaan dalam indeks bias antara keduanya. Dalam serat yang praktis, cladding biasanya dilapisi dengan lapisan polimer akrilat atau Polimida. Lapisan ini melindungi serat dari kerusakan tetapi tidak memberikan kontribusi Waveguide sifat optik. Individu serat dilapisi (atau serat dibentuk menjadi pita atau bundel) kemudian memiliki resin lapisan penyangga yang sulit dan / atau tabung inti diekstrusi sekitar mereka untuk membentuk inti kabel. Beberapa lapis selubung pelindung, tergantung pada aplikasi, ditambahkan untuk membentuk kabel. Majelis serat kaku kadang-kadang menempatkan menyerap cahaya ("gelap") kaca antara serat, untuk mencegah cahaya yang bocor dari satu serat masuk lain. Hal ini akan mengurangi cross-talk antara serat, atau mengurangi flare dalam aplikasi pencitraan bundel serat. Untuk aplikasi indoor, serat berjaket umumnya tertutup, dengan seikat anggota kekuatan polimer fleksibel berserat seperti aramid (misalnya Twaron atau Kevlar), dalam sampul plastik ringan untuk membentuk kabel sederhana. Setiap ujung kabel dapat diakhiri dengan konektor serat optik khusus untuk memungkinkan untuk dengan mudah terhubung dan terputus dari transmisi dan menerima peralatan.
Untuk digunakan dalam lingkungan yang lebih berat , konstruksi jauh lebih kuat kabel diperlukan . Dalam konstruksi longgar - tabung serat diletakkan spiral ke dalam tabung semi- kaku , memungkinkan kabel untuk meregangkan tanpa peregangan serat itu sendiri . Ini melindungi serat dari ketegangan selama peletakan dan karena perubahan suhu . Serat longgar - tabung mungkin " blok kering" atau gel - diisi . Blok Dry menawarkan perlindungan kurang serat daripada diisi gel , tetapi biaya lebih sedikit . Alih-alih tabung longgar , serat dapat tertanam dalam jaket polimer berat , biasa disebut " penyangga ketat " konstruksi. Kabel penyangga ketat yang ditawarkan untuk berbagai aplikasi , tetapi dua yang paling umum adalah " Breakout " dan " Distribusi " . Kabel Breakout biasanya berisi tali pembuka parasut , dua dielektrik non - konduktif memperkuat anggota ( biasanya kaca batang epoxy ) , sebuah benang aramid , dan 3 mm penyangga tabung dengan lapisan tambahan Kevlar sekitarnya setiap serat . Tali pembuka parasut adalah kabel paralel benang kuat yang terletak di bawah jaket  dari kabel untuk menghilangkan jacket .  kabel Distribusi memiliki pembungkus keseluruhan Kevlar , tali pembuka parasut , dan lapisan penyangga 900 mikrometer sekitarnya setiap serat . Unit serat ini biasanya dibundel dengan anggota kekuatan baja tambahan , lagi dengan twist heliks untuk memungkinkan peregangan .
Sebuah perhatian penting di outdoor kabel adalah untuk melindungi serat dari kontaminasi oleh air. Hal ini dilakukan dengan menggunakan hambatan padat seperti tabung tembaga, dan menolak air jelly atau bubuk menyerap air sekitar serat. Akhirnya, kabel dapat lapis baja untuk melindunginya dari bahaya lingkungan, seperti pekerjaan konstruksi atau menggerogoti hewan. Kabel bawah laut yang lebih berat lapis baja di bagian dekat pantai mereka untuk melindungi mereka dari jangkar kapal, alat tangkap, dan bahkan hiu, yang dapat tertarik ke daya listrik yang dibawa ke power amplifier atau repeater dalam kabel. Kabel modern datang dengan berbagai sheathings dan baju besi, yang dirancang untuk aplikasi seperti penguburan langsung dalam parit, penggunaan ganda sebagai saluran listrik, instalasi saluran, memukul ke tiang udara telepon, instalasi kapal selam, dan penyisipan di jalan-jalan beraspal.

sumber: wikipedia.

Penemu Serat Optik dapat Nobel Fisika 2009

Tidak ada hal yang dapat menyimbolkan zaman informasi secara lebih baik daripada internet dan kamera digital (yang penyebarannya didukung oleh kabel serat optik dan CCD, yang merupakan karya Nobel Fisika 2009). (Robert Kirby-Harris, Kepala Institut Fisika Inggris, Reuters, 6/10/2009)
Oktober memang bulan Hadiah Nobel. Seperti telah kita ikuti beritanya, Hadiah Nobel untuk Kedokteran, Fisika, Kimia, Sastra, dan Perdamaian telah diumumkan pekan silam dan terakhir, Senin kemarin, Nobel Ekonomi. Kali ini, ulasan difokuskan untuk menyoroti Nobel Fisika dalam kaitannya dengan bidang yang kini tumbuh sangat mengesankan, yakni komunikasi.
 
Seperti kita baca, separuh dari hadiah yang besarnya 1,4 juta dollar AS diberikan kepada Charles K Kao dan separuh lainnya dibagi untuk dua peneliti dari Bell Labs, yakni Willard S Boyle dan George S Smith. Kao diberi penghargaan karena dinilai berjasa mengungkap rahasia bagaimana melewatkan cahaya ke jarak jauh melalui kabel serat optik. Penemuan ini ia buat pada pertengahan tahun 1960-an. Sementara Boyle dan Smith untuk jasanya menemukan sensor semikonduktor yang dikenal dengan sebutan charge- coupled device (CCD). Dewasa ini CCD ada dalam jutaan kamera digital.
Sekjen Akademi Nobel Gunnar Oquist ketika mengumumkan pemenang mengatakan, karya ilmiah yang mendapat penghargaan tahun ini telah “meletakkan fondasi bagi masyarakat informasi modern” dewasa ini.

Serat optik
Kabel serat optik dan laser yang mampu mengirim pulsa cahaya sebenarnya sudah ada ketika Dr Kao mulai meriset serat optik. Namun, pada waktu itu, denyut cahaya hanya bisa berjalan sekitar 20 meter melalui serat kaca sebelum 99 persen cahaya meredup. Kao bertekad untuk merentang jarak jangkau 20 meter tersebut menjadi 1 kilometer (New York Times, 6/10). Waktu itu banyak peneliti yang mengira bahwa ada banyak cacat pada serat gelas, seperti lubang atau retakan, yang membuat cahaya menyebar. Bulan Januari 1966, Kao yang saat itu bekerja di Standard Telecommunication Laboratories, Inggris, memaparkan penemuannya. Ia mengungkapkan bahwa yang salah bukan pembuatan serat, tetapi bahan baku serat tersebut, yakni kaca, yang tidak cukup murni. Kaca yang lebih murni, terbuat dari kuarsa yang dilebur, akan lebih transparan sehingga cahaya akan bisa lewat dengan lebih mudah. Apa yang dikatakan Kao dapat dibuktikan ketika pada tahun 1970 peneliti di Corning Glass Works bisa membuat serat optik ultramurni yang panjangnya lebih dari setengah mil, atau hampir 1 kilometer.

Jagat informasi
Dr Kao sendiri, yang kemudian bekerja di Chinese University, Hongkong, ketika mengomentari penghargaan yang diberikan kepadanya mengatakan itu sungguh amat tidak terduga.
“Serat optik telah mengubah jagat informasi demikian banyak dalam 40 tahun terakhir. Pasti hal itu disebabkan oleh jaringan serat optik yang memungkinkan berita bisa melaju dengan cepat,” kata Kao.
Menurut Akademi Nobel Swedia, jaringan kabel optik yang digunakan sekarang ini, bila diurai, akan memiliki panjang lebih dari 600 juta mil, atau hampir 1 miliar kilometer.
Ya, jagat informasi, dan kemudian zaman informasi, dengan kokoh dibangun oleh penemuan serat optik. Namun, menurut Robert Kirby-Harris, Kepala Institut Fisika Inggris, tidak ada hal yang dapat menyimbolkan zaman informasi secara lebih baik daripada internet dan kamera digital, di mana untuk yang terakhir ini komponen pentingnya berupa CCD ditemukan oleh Dr Boyle dan Dr Smith (Reuters, 6/10). Teknologi CCD yang semula diarahkan untuk pembuatan telepon bergambar ini kemudian ditinggalkan oleh kedua penelitinya, yang tertarik kepada riset lain. Namun, CCD sendiri selanjutnya dimanfaatkan secara luas di berbagai penjuru dunia. Sekadar catatan, pada sebuah kamera dengan daya resolusi 10 megapiksel terdapat 10 juta CCD.
Selain digunakan pada kamera biasa, CCD juga digunakan pada teleskop angkasa Hubble, yang menghasilkan panorama alam semesta, dan juga pada wahana pendarat Mars NASA yang menghasilkan foto-foto eksotik daratan planet merah ini. Kini, dari kilobita ke gigabita, dan berikutnya ke petabita dan exabita, informasi mengalir dengan lancar, lalu dalam wujud visual, bak muncul begitu saja, tambah Kirby-Harris. Semua itu tidak lain karena adanya serat kaca yang memfasilitasi komunikasi pita lebar global seperti internet, tambah Komite Nobel. “Teks, musik, foto, dan video dapat ditransfer ke penjuru dunia dalam sepersekian detik,” kata Komite. 

Biografi Singkat sang pemenang nobel:

Charles K. Kao (Cina dan Inggris)
Charles Kuon Kao lahir di Shanghai (Cina) pada tahun 1933 dan meraih gelar Ph.D di bidang Teknik Elektro tahun 1965 dari Imperial College, London. Kao memiliki kewarganegaraan Cina, Amerika Serikat, dan Inggris. Kao pernah menjabat sebagai direktur Engineering of Standard Telecommunication Laboratories, Harlow, Inggris Raya dan wakil kanselir Chinese University of Hongkong. Kao pensiun sejak tahun 1996 dan menetap di Happy Valley, Hongkong (Cina).
Williard S. Boyle (Amerika Serikat)
Williard Sterling Boyle lahir di Amherst (Nova Scotia, Kanada) pada tahun 1924 dan meraih Ph.D di bidang Fisika pada tahun 1950 dari Universitas McGill, Kanada. Kao memiliki kewarganegaraan Kanada dan Amerika Serikat. Kao pernah menjabat sebagai direktur eksekutif Communication Sciences Division, Bell Laboratories, Murray Hill, New Jersey, Amerika Serikat. Boyle pensiun sejak tahun 1979 dan menetap di Wallace, Nova Scotia, Kanada
George S. Smith (Amerika Serikat)
George Elwood Smith lahir di White Plains (New York, Amerika Serikat) pada tahun 1930 dan meraih Ph.D di bidang Fisika pada tahun 1959 dari Universitas Chicago, Illinois, Amerika Serikat. Smith pernah menjabat kepala VLSI Device Departement, Bell Laboratories, Murray Hill, New Jersey, Amerika Serikat. Smith pensiun sejak 1986 dan menetap di Bernegat, New Jersey, Amerika Serikat

sumber: http://rudi.staff.uns.ac.id/2009/10/16/penemu-serat-optik-dapat-nobel-fisika-2009-kapan-nyusul/

Mengubah Laser inframerah menjadi sumber radiasi sinar-X

sinar laser memiliki karakteristik tertentu, 
Menjajaki struktur dalam atom, molekul, dan zat padat memerlukan peran sinar-X. Energi dan panjang gelombang cahaya sinar-X sangat sesuai untuk mengamati sifat spin elektronik, rincian kimia, dan interaksi, di mana tidak ada jenis cahaya lain dapat mencapainya. Untuk alasan ini, ada banyak kepentingan dalam mengembangkan laser sinar-X (X-ray laser). Sementara kita telah berhasil mengubah beberapa akselerator partikel menjadi laser elektron bebas X-ray (free electron X-ray laser), perangkat laser sinar-x portabel akan membuat pencitraan canggih jauh lebih mudah didekati.
Sekarang, para peneliti telah mengembangkan perangkat yang berawal dari laser inframerah dan mengubahnya menjadi sinar dengan intensitas foton lebih tinggi. Perangkat baru ini tidak sama dengan laser, dimana memancarkan seluruh spektrum yang luas dari panjang gelombang. Namun, cahaya yang dihasilkan adalah koheren, dan yang paling penting, ia meluas menjadi sinar-X tanpa memerlukan akselerator partikel.
Hal ini sebagaimana dijelaskan dalam makalah yang diterbitkan oleh majalah Science edisi Mei 2012 yang ditulis oleh Tenio Popmintchev dkk. Dalam makalah itu pulsa pendek dari laser inframerah diarahkan ke atom gas yang berada dalam tekanan tinggi. Interaksi yang kompleks antara foton inframerah dan elektron dalam atom-atom yang menghasilkan spektrum yang luas dari cahaya, mulai dari ultraviolet hingga sinar-X. Cahaya yang dipancarkan adalah koheren, yang berarti foton merambat bersama-sama secara berkorelasi, dalam bentuk pulsa sangat singkat dari cahaya dengan intensitas tinggi.
Para peneliti menggunakan teknik dikenal sebagai pembangkitan harmonik tingkat tinggi (High-Harmonic Generation/HHG). Kondisi ini serupa dengan cicitan nyaring dari dawai dalam sebuah alat musik yang terkadang menyertai nada yang lebih rendah. Perbedaannya adalah bahwa sementara alat musik dapat menghasilkan lusinan nada harmonik, HHG oleh tekanan gas dapat membuat ribuan harmonik, dan “nada” adalah frekuensi cahaya. Bahkan, frekuensi begitu banyak dibuat dalam percobaan ini bahwa mereka muncul menjadi kontinum bukan “nada” individual yang tajam. Dalam hal ini penulis menyebutnya sebagai sebuah supercontinuum.
HHG adalah reaksi umum dari atom saat terkena sinar laser ultracepat (ultrafast laser). Sementara cahaya inframerah tidak cukup energik untuk mengionisasi atom, medan listrik yang terkait dengan pulsa pendek cahaya memicu elektron bolak-balik. Saat elektron tenang, foton baru dipancarkan. Selain itu, elektron berinteraksi langsung dengan aspek gelombang dari cahaya, sesuatu yang dikenal sebagai gerak bergetar (quiver motion).
Untuk membuat sinar-X cahaya dengan memanfaatkan HHG, para peneliti menggunakan pulsa dalam satuan femtosecond (10 pangkat minus 15 detik) dari laser inframerah, diarahkan ke sebuah wadah gas (helium, neon, argon, atau nitrogen). Wadah sendiri adalah Waveguide, ruang dengan bentuk, dimensi, dan sifat listrik yang membentuk perilaku dari gelombang cahaya. Geometri Waveguide dan tekanan tinggi dalam gas bersama-sama menimbulkan HHG itu. Dalam hal ini, para peneliti menemukan tekanan yang optimal helium sekitar 35 atm; di atas itu, interaksi atom-atom interaksi memutus koherensi dari cahaya sinar-X yang dipancarkan.
Dalam makalah di majalah Science ini, para penulis menunjukkan bahwa cahaya sinar-X yang dihasilkan ini sebenarnya koheren. Mereka juga sekaligus menyoroti bagaimana temuan fisika skala waktu pendek ini bisa diwujudkan dalam praktik. Mereka juga membahas kesulitan membandingkan hasil eksperimen mereka untuk beberapa aspek dari model teoritis untuk perilaku semacam ini. mereka juga berharap perangkat keras mereka bekerja akan meningkatkan model yang ada, karena ini adalah langkah kunci untuk membangun laser sinar-x yang bahkan lebih energik.

sumber: 
arstechnica.com
aktifisika.wordpress.com
altered-states.net