Laser dan Cara Kerjanya ERIK TRI YUDHA SETIAWAN 2411031065
[email protected]
1.
Contoh laser yang menggunakan medium aktif gas : laser Helium Neon, laser Argon, Laser Karbondioksida, laser Xenon Cara kerja laser Helium Neon dalah laser dipompa secara elektris. Energi tidak stabil
Energi tidak stabil
Foton Energi tingkat stabil
Energi Tingkat Stabil
Gambar 1.1
Pemompaan energi
Gambar 1.2
Pelepasan energi
Pada laser Helium Neon, rangsangan yang digunakan adalah rangsangan elektris, hal ini dilakukan dengan cara memasukkan gas Helium Neon ke dalam tabung gas yang di ujung – ujungnya didekatkan dengan elektroda yang dihubungkan pada sumber tegangan tinggi (posisi elektroda bisa dilihat pada gambar 1.3 pada bagian HV). Setelah diberi rangsangan elektris, energi pada ion akan mengalami penambahan yang mengharuskan energi untuk berpindah tingkat menuju tingkat yang lebih tinggi. Karena setiap ion memiliki tingkat energi stabil maka energi akan selalu berusaha untuk kembali pada tingkat stabilnya, hal ini dilakukan dengan cara melepaskan energi yang kemudian disebut dengan foton (energi yang bisa mengeluarkan cahaya).
Gambar 1.3
Skema Laser Helium Neon
Kemudian foton yang dihasilkan tadi akan dipantulkan di dalam tabung gas yang kedua sisinya diberi cermin dengan tingkat refleksi 100% dan 98%. Foton yang terus dipantulkan secara berulang – ulang akan menghasilkan energi yang lebih besar karena kemungkinan terjadi superposisi sangat tinggi. Akibatnya foton akan bisa menembus sisi cermin lapisan tipis dan memancar keluar
2.
Contoh laser yang menggunakan medium aktif solid : Laser Ruby, laser Garnet, Cara kerja laser Ruby adalah laser ini dipompa secara optis (bisa disebut juga penembakan penembakan foton).
Gambar 2.1
Tingkat energi ion Cr
Laser dan Cara Kerjanya Batang Ruby diletakkan di dalam tabung cahaya, hal ini dilakukan karena foton – foton yang dihasilkan oleh tabung cahaya akan menumbuk ion Cr yang berada di Ruby. Kemudian di dalam ion Cr akan terjadi perpindahan energi dari tingkat dasar menuju tingkat energi tinggi, setelah itu dengan cepat energi akan turun menuju tingkat metastabil, usia energi pada tingkat ini selama 0,005 detik sementara pemompaan energi terjadi lebih cepat daripada usia energi di tingkat metastabil sehingga terjadilah inversi populasi yang mengakibatkan jumlah energi di tingkat metastabil bertambah dan akan bersama – sama turun menuju tingkat dasar dan melepaskan energi yang disebut foton (inilah yang disebut laser).
Gambar 2.2
Skema Laser Ruby
Kemudian foton yang dihasilkan tadi akan dipantulkan di dalam batang ruby yang kedua sisinya dipotong sejajar, dengan satu sisinya dilapisi perak sedangkan sisi lainnya dilapisi tipis saja (sesuai gambar di atas). Foton yang terus dipantulkan secara berulang – ulang akan menghasilkan energi yang lebih besar yang kemudian tidak akan bisa ditahan oleh sisi berlapis perak tipis dan akhirnya laser akan menembusnya dan memancar keluar.
3.
Contoh laser yang menggunakan medium aktif semikonduktor : Laser GaAs (dioda), Laser heterojunction GaAs - AlGaAs Cara kerja laser GaAs ini adalah dengan cara injeksi.
Gambar 3.1
Skema Laser GaAs
Pada laser GaAs (dioda) ini, bahan harus diberi doping yang banyak agar tingkat energinya besar. Hal ini berguna agar inversi populasi bisa terjadi. Lapisan aktif terjadi apabila sambungan PN diberi tegangan maju, kemudian saat lapisan aktif terbentuk, elektron elektron di pita konduksi akan memenuhi lubang (hole). Bergabungnya elektron dan lubang inilah yang menghasilkan laser. Lapisan aktif sendiri berfungsi sebagai resonator. Pada lapisan aktif tidak perlu diberi cermin maupun perak seperti pada kasus laser Helium Neon dan laser Ruby karena bahan dioda sudah mengkilat sehingga hanya perlu menggosok sisi bagian satunya agar laser bisa memancar keluar.
Laser dan Cara Kerjanya Referensi : Jurnal L A S E R oleh : Sugata Pikatan (Seminar intern FT. Ubaya Januari 1991)
