CARA KERJA LASER
Sebagaimana tertera di atas, ketikasejumlah elektron dalam atommenerima stimulan/energi dari luar,dan keseluruhan elektronberadadalam kondisi inversipopulasi, terjadilah pelepasanbanyak energi dalam suatu waktu;proses yang disebut pancaran terstimulasi. Oleh karena itu, dalam alur kerja laser, elektron pertamatama dibawa ke tingkat energi yang tinggi (media yang digunakan untuktindakan ini bervariasi, dan akan dibahas pada bagian berikutnya). Tindakan ini akan membuat atomtidak stabil, sehingga dengan gesitelektron akan berpindah ke tingkatenergi yang lebih rendah danmelepaskan foton (cahaya). Foton iniakan dipantulkan oleh salah satu cermin yang ada pada laser, dan interaksinya dengan elektron pada keadaan tereksitasi akan menghasilkan foton lain, dengan panjang gelombang dengan fasa danpanjang gelombang yang sama. Foton inikembali dipantulkan dan berinteraksi dengan elektron-elektron pada keadaantereksitasi.Cermin lainnya yang dimiliki laser merupakan cermin half-silvered , yang hanya memantulkan sebagian foton, sementara sebagian lainnya menerobos keluar.Sinar yang menerobos keluar ini adalah sinar yang bersifat monokromatik,koheren, dan berfasa tunggal, yakni sinar laser.
Laser dan Prinsip Kerjanya
Laser adalah sebuah perangkat yang mengeluarkan cahaya melalui satu proses disebut emisi terangsang. Laser adalah kepanjangan dari LASER (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation - Pembesaran Cahaya oleh Pancaran Radiasi yang Terangsang). Laser merupakan perangkat yang menggunakan efek mekanik kuantum, diinduksi atau merangsang emisi, untuk menghasilkan sinar cahaya koheren.
Cahaya laser adalah gelombang elektromagnetik nampak yang berada di dalam kisaran tertentu. Laser merupakan sumber optik yang memancarkan foton dalam sinar koheren. Cahaya laser biasanya monokromatik, misalnya, memiliki panjang gelombang tunggal atau warna, dan dipancarkan dalam pancaran halus. Ini berbeda dengan sumber cahaya biasa, seperti mentol, yang memancarkan photon yang dapat dilihat semua arah, biasanya mencangkupi panjang gelombang spektrum elektromagnetik yang luas. Laser dapat dipahami melalui penggunaan teori mekanika kuantum dan termodinamika. Kata kerja "to lase" berarti "untuk meghasilkan cahaya jelas (coherent)" atau mungkin "untuk memotong atau merawat dengan cahaya tampak", dan merupakan pembentukan dasar istilah laser. Ketika ditemukan pada tahun 1960, laser dinilai sebagai "solusi memecahkan masalah". Sejak itu, laser dapat ditemukan dimanapun, sekarang dapat ditemukan di ribuan aplikasi dalam berbagai bidang seperti elektronik, teknologi informasi, penelitian ilmiah, kedokteran, industri dan militer. Dalam banyak aplikasi, manfaat laser adalah karena sifat fisik mereka seperti konsistensi, monochromaticity dan kemampuan untuk memperoleh kekuatan yang sangat tinggi. Dengan contoh, sinar laser yang sangat koheren dapat difokuskan di bawah batas difraksi pada panjang gelombang terlihat, yang hanya beberapa nanometer. Ketika memfokuskan sinar laser yang kuat pada suatu titik, ia akan menerima kepadatan tinggi. Penggunaan laser untuk merekam gigabyte informasi dalam rongga mikroskopis
dari CD, DVD atau Blu-ray. Hal ini juga memungkinkan media laser memiliki intensitas rendah dalam mencapai daya yang sangat tinggi dan menggunakannya untuk memotong, membakar atau sublimasi materi / objek / benda. Prinsip Kerja Laser Laser dihasilkan dari proses relaksasi elektron. Pada saat proses ini maka sejumlah foton akan di lepaskan berbeda sengan cahaya senter emisi pada laser terjadi dengan teratur sedangkan pada lampu senter emisi terjadi secara acak. Pada laser emisi akan menghasilkan cahaya yang memiliki panjang gelombang tertentu. berbeda dengan lampu senter emisi akan mengasilkan cahaya dengan banyak panjang gelombang. proses yang terjadi adalah elektron pada keadaan ground state (pada pita valensi) mendapat energi kemudian statusnya naik menuju pita konduksi ( keadaan eksitasi) kemudian elektron tersebut kembali ke keadaan awal (ground state) diikuti dengan beberapa foton yang terlepas. Kemudian agar energi yang dibawa cukup besar maka dibutuhkan sebuah resonator resonator ini dapat berupa lensa atau cermin yang sering digunakan adalah lensa dan cermin. ketika di dalam resonator maka foton-foton tersebut akan saling memantul terhadap dinding resonator sehingga cukup kuat untuk meninggalkan resonator tersebut. laser cukup kuat digunakan sebagai alat pemotong misalnya adalah laser CO2 laser yang kuat adalah tingkat pelebaranya rendah dan energi fotonya tinggi.
PENGERTIAN SINAR LASER LASER merupakan singkatan dari Light Amplification by Stimulated Emmission of Radiation ( penguatan cahaya dengan stimulasi emisi radiasi ). Selanjutnya kata LASER menjadi suatu kata yang baku, laser. Untuk mengetahui laser lebih lanjut, perhatikan persamaan berikut: Hf = E2 – E1 Jika elektron secara spontan meluruh, berubah dari suatu keadaan menjadi keadaan lain, elektron tersebut memancarkan foton dengan energi sebesar persamaan diatas. Proses ini disbut emisi spontan. Transisi dari suatu keadaan ke keadaan lainnya bisa dihalangi, dalam hal ini adalah fotonnya. Dengan kata lain, energi foton h dapat menghalangi transfer elektron dari keadaan 1 ke keadaan 2 menghasilkan foton lainnya dengan energi hf = E1-E 2. Ini disebut pemancaran terangsang (stimulated emmission ), yaitu proses yang menghasilkan dua foton berenergi hf. Lebih jauh, kedua foton ini akan terfase. Jadi, laser yang ideal terbentuk dari suatu kumpulan foton berfrekuensi tepat sama dan semua foton tersebut terfase. Sifat yang terjadi akibat kesamaan frekuensi adalah monokromatisme dan sifat yang terjadi akibat kesamaan fase adalah koherensi. Jadi syarat
terbentuknya laser adalah sumber cahaya yang monokromatis dan koheren. Namun kenyataannya laser tidaklah monokromatik murni ataupun koheren murni. Meskipun demikian, ketika mengarakterisasikan sistem laser yang sebenarnya, secara umum diasumsikan bahwa sinar laser pada awalnya adalah terfase, dan inkoherensi laser timbul karena sifat monokromatis yang jelek dari sumber. Jadi sebenarnya koherensi dan monokromatisme secara umum digunakan untuk mengukur parameter yang sama. Udara - kaca Kebanyakan laser dirancang dengan tiga elemen penting, media tambahan (gain media), sumber pemompa (pumping source), dan lubang resonansi (resonant cavity). Gain media adalah keadaan energi yang berperan dalam perangsangan pancaran, pumping source menyediakan energi untuk melengkapi keadaan-keadaan sehingga perangsangan keadaan dapat terjadi, dan resonant cavity menyediakan jalur untuk foton. Dalam praktikum kali ini kita menggunakan laser Helium Neon (HeNe). Laser HeNe ini adalah laser dengan biaya yang rendah, ukurannya kecil, usia penggunaannya panjang (sekitar 50.000 jam operasi), dan sinarnya berkualitas tinggi. Laser ini menghasilkan beberapa miliwatt daya keluaran, dan lazim digunakan dalam panjang gelombang sekitar merah (633 nm). Laser HeNe adalah peralatan bertegangan tinggi berarus rendah dalam pijaran tak normal pada discharge region. Lecutan arus hanya beberapa miliampere, dan tegangan tabung discharge berkisar antara beberapa ratus volt sampai beberapa kiloVolt. Laser HeNe berbentuk gelas dengan katoda oksidaalumunium dingin sebagai emitter elektron. Citra yang terbatas pada usia operasionalnya adalah degenerasi pada katoda disebabkan oleh erosi pada oksida pelapis atas percikan alumunium. Usia tabung adalah fungsi dari diameter tabung. Diameter luas tabung secara tipikal memiliki waktu hidup 40.000 jam operasional, tabung dengan diameter lebih kecil secara tipikal berumur 10.000 jam MANFAAT LASER Berikut beberapa manfaat laser bagi anak-anak, seperti dituturkan Nora: 1. Menghapus Kelainan Tanda Lahir Tanda lahir yang dimaksud antara lain hemangioma atau bercak merah pada kulit yang disebabkan pembesaran pembuluh darah. Hemangioma merupakan kelainan bawaan yang umumnya melebar dan tampak menimbul di permukaan kulit. Secara medis biasanya tidak terlalu berbahaya, tapi dari sisi kosmetik, hemangioma terutama yang terjadi di bagian tubuh yang terlihat, seperti wajah dan tangan, akan sangat mengganggu penampilan. Dikhawatirkan anak akan merasa rendah diri karena hemangioma ini. Namun, sebelum akhirnya dilakukan tindakan laser, akan ada observasi
selama beberapa tahun. Alasannya, hemangioma bisa mengecil dengan sendirinya sehingga tidak perlu dilakukan tindakan medis apa pun, termasuk tindakan pelaseran. Namun ada pula yang menetap dan bahkan malah membesar. Nah, observasi diperlukan untuk memastikan perkembangan kelainan tanda lahir tersebut. Bila ternyata menetap atau membesar, tindakan laser akan dilakukan ketika usia anak 7 tahun. Angka ini bukan patokan yang pasti, tapi di usia ini umumnya hemangioma sudah bisa dilihat lebih jelas apakah tumbuh membesar, menetap, atau mengecil. 2. Khitan/Sirkumsisi Saat ini sirkumisi dapat dilakukan dengan sinar laser (tepatnya laser CO2). Kelebihan- nya, proses operasi lebih cepat, perdarahan tidak ada atau sangat sedikit, penyembuhan cepat, rasa sakit setelah operasi minimal, aman, dan hasil secara estetik lebih baik. Proses khitan dengan memanfaatkan sinar laser biasanya hanya membutuhkan waktu 10-15 menit. 3. Mata Sinar laser bisa digunakan untuk melakukan koreksi pada mata minus, salah satunya dengan cara operasi lasik. Namun sama dengan yang lainnya, tindakan laser untuk koreksi mata minus hanya dilakukan dalam keadaan mendesak. Bila koreksi masih dapat ditunda maka sebaiknya dilakukan saat anak sudah tumbuh remaja bahkan dewasa. Pertimbangannya, penambahan minus selama masa kanak-kanak masih akan terus berlangsung. Dengan begitu, koreksi yang terlalu dini tidak akan menyelesaikan masalah karena kemungkinan anak masih memerlukan penanganan kembali kelak. 4. Pembengkakan Jaringan Lunak Laser pun bisa digunakan untuk mengatasi pembengkakan atau meminimalkan jaringan lunak pada hidung atau telinga anak. Misalnya, pembengkakan pada hidung akibat sinusitis. Penggunaannya bisa sangat efektif karena kesembuhan setelah operasi bisa berlangsung lebih cepat. 5. Mengeringkan Tambalan Gigi Agar tambalan gigi lebih kuat dan awet maka tambalan harus cepat kering. Untuk mempercepatnya, dokter biasanya akan menggunakan sinar laser. Aplikasi ini baik bila dilakukan pada anak 8-12 tahun atau ketika gigi tetap harus ditambal. Gigi tetap akan digunakan hingga si anak dewasa. Oleh karena itu, bila berlubang harus ditambal dengan baik karena tidak ada gantinya. 6. Tumor Tindakan laser umumnya juga digunakan dalam pengangkatan tumor jinak, seperti untuk menghilangkan bintil-bintil pada kulit. Namun, kasus seperti ini sangat jarang terjadi pada anak. Kalaupun bintil-bintil timbul pada usia belia,
tindakan penyinaran tetap akan ditunda, kecuali bila penyakit yang diderita anak sudah begitu membahayakan. Umpamanya, mengidap tumor ganas yang dapat membawa risiko kematian. "Itu pun kalau orang tua memilih operasi dengan sinar laser. Soalnya dengan tindakan pembedahan pun bisa saja pengangkatan tumor dilakukan," tambah Nora. 7. Dalam Ilmu Kedokteran Sinar x dapat digunakan untuk melihat kondisi tulang,gigi serta organ tubuh yang lain tanpa melakukun pembedahan langsung pada tubuh pasien. Biasanya,masyarakat awam menyebutnya dengan sebutan ‘’FOTO RONTGEN’’.Selain bermanfaat,sinar x mempunyai efek/dampak yang sangat berbahaya bagi tubuh kita yaitu apabila di gunakan secara berlebihan maka akan dapat menimbulkan penyakit yang berbahaya,misalnya kanker.Oleh sebab itu para dokter tidak menganjurkan terlalu sering memakai ‘’FOTO RONTGEN’’ secara berlebihan. KELEBIHAN SINAR LASER Berdasarkan keterangan Nora, inilah beberapa kelebihan teknologi laser dalam dunia kedokteran: Lebih Efektif Laser dapat mengobati kelainan-kelainan yang tidak mungkin dilakukan oleh tindakan operasi, misalnya mengatasi hemangioma yang cukup lebar. Operasi dengan pisau bedah akan merusak jaringan yang cukup luas sehingga menyulitkan dokter untuk menjahitnya kembali. Dengan tindakan laser, hal itu dapat dihindari karena jaringan pembuluh darah yang dirusak hanyalah bagian-bagian yang tidak diinginkan atau tanpa menciutkan dan merusak jaringan serta pembuluh darah lain. "Jadi penanganannya lebih fokus karena hanya mengenai target yang diinginkan," tandas Nora. Lebih Cepat Normal Meski tindakan laser memungkinkan terjadinya kerusakan pada jaringan lain, tetapi kerusakan pascalaser atau bekas lukanya bisa diminimalkan. Sementara tindakan pembedahan umumnya akan mengakibatkan kerusakan lebih luas yang akan memperlambat proses penyembuhan. KEKURANGAN SINAR LASER Meskipun ada kelebihannya, laser pun memiliki kekurangan: 1. Penyinaran dengan laser biasanya tidak bisa dilakukan hanya sekali melainkan berulang kali. Padahal biaya untuk sekali penyinaran relatif mahal. Penentuan jumlah tindakan ini sifatnya sangat individual tergantung pada jenis penyakit dan tingkat keparahannya. Hal ini baru diketahui setelah dilakukan observasi.
2. Efek samping penggunaan laser yang sering dilaporkan adalah munculnya rasa panas setelah dilakukan penyinaran. Hal ini disebabkan karena paparan sinar laser yang terserap ke jaringan tubuh akan diubah menjadi energi panas sehingga timbul perasaan panas. Namun, hal ini bisa diatasi dengan keakuratan penyinaran. Untuk itulah penyinaran laser harus dilakukan oleh ahli terlatih. Misalnya oleh dokter yang memang sudah mendalami penggunaan teknologi laser. "Penggunaan laser harus sesuai dengan jenis kelainan, kekuatan laser, dan lama pajanannya. Bila keliru maka efek samping bisa saja muncul," tambah Nora. 3. Tindakan laser membutuhkan syarat tertentu. Misalnya, di ruang penyinaran sebaiknya tidak terdapat alkohol dan produk lain yang mengandung alkohol seperti hair spray, minyak wangi, antiseptik, atau lainnya. Untuk itu baik dokter, pasien, maupun orang tua pasien, sebaiknya bersih dari bahan-bahan tersebut. Bila sinar laser ini memantul, tak mustahil akan membakar benda atau bagian-bagian yang mengandung alkohol.
ANFAAT DARI SINAR LASER Dalam kehidupan sehari-hari, laser digunakan pada berbagai bidang. Dalam penggunaannya, energi laser yang terpancar tiap satuan waktu dinyatakan dengan orde dari beberapa mW(Laser yand digunakan dalam system audio laser disk) sampai dengan beberapa MW(Laser yang digunakan untuk senjata). Besarnya energi laser yang dipilih bergantung pada penggunaannya. Pemanfaatan sinar laser misalnya pada bidang kedokteran, pelayanan (jasa), industri, astronomi, fotografi, elektronika, dan komunikasi. Uraian selengkapnya sebagai berikut Dalam bidang kedokteran dan kesehatan, sinar laser digunakan antara lain untuk mendiagnosis penyakit, pengobatan penyakit, dan perbaikan suatu cacat serta penbedahan
1.
Dalam bidang pelayanan, sinar laser dapay membantu kasir took menghitung total harga barangbarang yang dibeli konsumen. Caranya barang yang
2.
diberi label kode batang disinari sinar laser. Laser yang digunakan adalah laser He-Ne. Pada bidang industri, sinar laser bermanfaat untuk pengelasan, pemotongan lempeng baja, serta untuk pengeboran.
3.
Pada bidang astronomi, sinar laser berdaya tinggi dapat digunakan untuk mengukur jarak Bumi Bulan dengan teliti.
4.
Dalam bidang fotografi, laser mampu menghasilkan bayangan tiga dimensi dari suatu benda, disebut holografi.
5.
Dalam bidang elektronika, laser solid state berukuran kecil digunakan dalam system penyimpanan memori optik dalam computer.
6.
Dalam bidang komunikasi, laser berfungsi untuk memperkuat cahaya sehingga dapat menyalurkan suara dan sinyal gambar melalui serat optik.
7.
