Laser 1 [PDF]

Citation preview

1. Sifat-sifat Berkas Cahaya Laser Secara visual terlihat bahwa berkas cahaya yang dihasilkan antara cahaya laser dengan cahaya dari sumber lain berbeda. Sifat cahaya laser dicirikan oleh empat macam sifat, yaitu monokromatik, koheren, terarah, dan kecerahan. 1.



Monokromatik



Cahaya laser bersifat monokromatis yaitu hanya memiliki keluaran satu warna dan satu panjang gelombang saja. Sifat ini diakibatkan oleh:



a. Hanya satu frekuensi yang dikuatkan, yaitu . Ini memberikan arti bahwa laser yang ideal terbentuk dari suatu kumpulan foton berfrekuensi tepat sama dan semua foton tersebut terfase. b. Susunan dua cermin yang membentuk cavity-resonant, sehingga osilasi hanya terjadi pada frekuensi yang sesuai dengan cavity. Dimana cavity-resonant merupakan lubang resonansi yang berfungsi sebagai jalur untuk foton. Berikut adalah contoh jenis-jenis laser yang mempunyai keluaran cahaya yang berbedabeda, dimana setiap satu laser menghasilkan satu cahaya dengan satu panjang gelombang (monokromatis).



Gambar 2. Laser dengan cahaya monokromatis (sumber: Hidayah, 2012: 1)



2. Koheren Salah satu sifat yang terjadi pada cahaya laser akibat kesamaan fase adalah koherensi. ketika mengkarakterisasikan 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.



Gambar 3. Perbedaan sifat mendasar antara cahaya laser dan cahaya dari sumber lain (Sumber: Hidayah, 2012: 1)



Dari gambar dapat kita lihat bahwa cahaya yang dihasilkan dari laser dan yang dihasilkan dari sumber lain berbeda persebarannya. Jika cahaya yang dihasilkan dari sumber lain memancarkan berkasnya (foton) ke segala arah, karena foton yang dipancarkan ke segala arah maka gelombang elektromagnetiknya memiliki beda fase yang berbeda sehingga sifatnya tidak koheren, dan jika kita melihat cahaya yang dihasilkan matahari memiliki Page 2 Cahaya Laser



Dimas Adiansyah Syahrul || Sifat Berkas dan Tipe



kecenderungan sifat polikromatik yaitu bisa memancarkan banyak warna dan banyak panjang gelombang, salah satu contohnya yaitu jika kita meneruskan cahaya matahari atau cahaya lampu (cahaya putih) pada sebuah prisma maka akan ada pembiasan warnawarna seperti warna pelangi seperti yang terlihat pada gambar berikut.



Gambar 4. Cahaya polikromatik dari cahaya matahari dan lampu (Sumber: Hidayah, 2012: 1)



Cahaya monokromatik yang telah melewati prisma, hanya memiliki lintasan searah yang tidak menyebar. Karena cahaya yang dihasilkan searah, maka bersifat koheren dan memiliki kecerahan yang tinggi. Sifat cahaya yang dihasilkan laser fokus pada satu arah dan sangat kuat, sehingga memiliki energi dan daya yang mampu dimanfaatkan di berbagai hal. a. Koheren Ruang (Spatial Coherence) Pandang dua buah titik



dan



dimana pada waktu



terletak pada bidang



muka gelombang cahaya (EM) yang sama. Andaikan medan listrik pada kedua



titik tadi. Pada



dan



adalah medan-



, perbedaan fasa kedua medan ini



adalah nol. Jika perbedaan fasa ini dapat dipertahankan pada koheren ruang sempurna (perfect spatial coherence). Jika titik



, maka dikatakan dan



terletak pada



beberapa titik memiliki korelasi fasa yang baik (perbedaan fasanya kecil), maka disebut koheren ruang sebagian (partial spatial cohenrence). sempurna (perfect temporal coherence). Jika hanya



terjadi untuk waktu delay ,



dimana



, maka gelombang EM dikatakan koheren waktu sebagian dengan



waktu koherense



. Contoh suatu gelombang EM



dengan waktu koherensi



ditunjukkan pada gambar di bawah ini, dimana medan listrik mengalami lompatan fasa pada interval waktu .



Gambar 5. Contoh gelombang EM dengan waktu koherensi



(Sumber: Bahtiar, 2008: 20)



3. Terarah Cahaya yang dihasilkan laser bersifat terarah artinya foton yang dipancarkan dalam satu arah. Keterarahan ini Merupakan konsekuensi langsung ditempatkannya bahan aktif dalam cavity resonant, dimana hanya gelombang yang merambat dalam arah yang tegak lurus terhadap cermin-cermin yang dapat dipertahankan dalam cavity (lubang).



Gambar 6. keterarahan berkas cahaya laser (Sumber: http://phys.unpad.ac.id)



a. Kasus Koheren Ruang Sempurna Pada jarak tertentu, masih terjadi divergensi akibat difraksi seperti ditunjukkan pada gambar di bawah ini.



Page 4 Cahaya Laser



Dimas Adiansyah Syahrul || Sifat Berkas dan Tipe



Gambar 7. Difraksi berkas cahaya laser untuk kasus koheren ruang sempurna (Sumber: Bahtiar, 2008: 8)



Prinsip Huyghens menyatakan: Muka-muka gelombang pada layar dapat diperoleh akibat superposisi dari gelombang-gelombang yang dipancarkan oleh tiap titik di aperture , maka sudut difraksi diungkapkan oleh:



Dimana, = Panjang gelombang laser = Diameter celah = Koefisien numerik Suatu berkas cahaya dimana divergensinya dapat diungkapkan dalam bentuk



di



atas disebut diffraction limited. b. Kasus Koheren Ruang Parsial Pada kasus koheren ruang parsial, diverensi yang terjadi lebih besar daripada nilai minimum untuk difraksi, dimana



Dengan



menyatakan luas koherensi yang berperilaku sebagai aperture batas



terjadinya superposisi koheren dari wavelets elementer. Dengan kata lain, dapat disimpulkan bahwa berkas output laser harus dibuat dalam batas difraksi (diffraction limited).



Dimas Adiansyah Syahrul || Sifat Berkas dan Tipe Cahaya Laser 5



Page



4. Kecerahan Kita dapat mendefinisikan kecerahan spektral



suatu



sumber, sebagai daya yang mengalir per satuan luas, satuan



bandwidth, dan steradian. Jadi, berkas laser



mempunyai kecerahan yang sangat tinggi dibanding dengan sumber biasa. Berkas cahaya dari sumber tertentu dapat dikarakterisasi oleh divergensi berkasnya sudut ruang), ukuran sumber (luasan lebar pita (bandwidth)



pada



, dan rapat daya



(dalam



Gambar 8. Divergensi cahaya laser (Sumber: www.ut.ac.id)



keluaran), spektral



dalam watt/Hz. Dengan



parameter-parameter ini kita definisikan menurut gambar di bawah ini sebagai daya yang mengalir per satuan luas, satuan bandwidth, dan steradian. Dalam hal ini adalah intensitas spektral, sehingga kita dapat memaknai sebagai intensitas spektral per steradian.



C. Tipe-tipe Cahaya Laser 1. Berdasarkan Bentuk Fisik Bahan Aktif a. Laser Zat Padat Laser zat padat (solid state laser) adalah laser yang menggunakan zat padat sebagai mediumnya. Salah satu solid-state laser adalah laser ruby. Laser ruby menghasilkan pulsa cahaya tampak pada panjang gelombang 694,3 nm, yang berwarna merah tua. Salah satu aplikasi pertama untuk laser ruby berada di rangefinding. Pada tahun 1964, laser ruby dengan memutar prisma q-switch menjadi standar untuk pengukur jarak militer, sampai diperkenalkannya pengukur jarak yang lebih efisien satu dekade kemudian. Laser ruby digunakan terutama dalam penelitian.



Gambar 9. (a) Bagian-bagian laser ruby dan (b) Skema eksitasi Cr3+ (Sumber: http://chemwiki.ucdavis.edu)



Page 6 Cahaya Laser



Dimas Adiansyah Syahrul || Sifat Berkas dan Tipe



Laser ruby jarang digunakan dalam industri, terutama karena efisiensi yang rendah dan tingkat pengulangannya rendah. Material telah dikuatkan terdistribusi dalam matriks padat (seperti ruby atau neodymium: yttrium-aluminium garnet laser). Laser neodymium yang memancarkan cahaya inframerah pada 1.064 nanometer (nm).



Gambar 10. Diagram energi laser ruby (Sumber: http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu)



b. Laser Zat Cair Sebuah laser dye terdiri dari pewarna organik dicampur dengan pelarut, yang dapat diedarkan melalui sel pewarna, atau streaming melalui udara terbuka dengan menggunakan jet pewarna. Sumber energi tinggi cahaya yang dibutuhkan untuk 'pompa' cairan melampaui ambang batas penguat nya. Sebuah flashlamp debit cepat atau laser eksternal biasanya digunakan untuk tujuan ini. Cermin juga diperlukan untuk berosilasi cahaya yang dihasilkan oleh fluoresensi pewarna, yang diperkuat dengan masing-masing melewati cairan. Output cermin biasanya sekitar 80% reflektif, sementara semua cermin lain biasanya lebih dari 99,9% reflektif. Larutan zat warna biasanya beredar pada kecepatan tinggi, untuk menghindari penyerapan triplet dan untuk mengurangi degradasi pewarna. Sebuah prisma atau kisi difraksi biasanya dipasang di jalur balok, untuk memungkinkan tuning balok. Karena media cair dari laser dye bisa cocok bentuk apapun, ada banyak konfigurasi yang berbeda yang dapat digunakan. Sebuah Fabry-Perot rongga laser biasanya digunakan untuk flashlamp dipompa laser, yang terdiri dari dua cermin, yang mungkin datar atau melengkung, dipasang sejajar satu sama lain dengan medium laser di antara. Sel dye biasanya sisiDimas Adiansyah Syahrul || Sifat Berkas dan Tipe Cahaya Laser 7



Page



dipompa, dengan satu atau lebih flashlamps berjalan sejajar dengan sel pewarna dalam rongga reflektor. Rongga reflektor sering air didinginkan, untuk mencegah sengatan panas di pewarna yang disebabkan oleh sejumlah besar radiasi inframerah dekat yang menghasilkan flashlamp tersebut. Aksial dipompa laser memiliki, flashlamp annular berbentuk cekungan yang mengelilingi sel pewarna, yang memiliki induktansi rendah untuk flash pendek, dan meningkatkan efisiensi transfer. Coaxial dipompa laser memiliki sel dye annular yang mengelilingi lampu flash, untuk efisiensi perpindahan yang lebih baik, namun memiliki keuntungan yang lebih rendah karena kerugian difraksi. Flash dipompa laser hanya dapat digunakan untuk aplikasi keluaran berdenyut.



Gambar 11. Skema dye laser (Sumber: http://en.wikipedia.org/wiki/Dye_laser)



Sebuah desain ring laser sering dipilih untuk operasi terus-menerus, meskipun desain Fabry-Perot kadang-kadang digunakan. Dalam laser cincin, cermin laser diposisikan untuk memungkinkan balok untuk melakukan perjalanan di jalan melingkar. Sel pewarna, atau kuvet, biasanya sangat kecil. Kadang-kadang jet pewarna digunakan untuk membantu menghindari kerugian refleksi. Pewarna biasanya dipompa dengan laser eksternal, seperti nitrogen, excimer, atau frekuensi dua kali lipat Nd: YAG laser. Cairan ini beredar pada kecepatan yang sangat tinggi, untuk mencegah penyerapan triplet dari memotong balok. Tidak seperti Fabry-Perot rongga, laser cincin tidak menghasilkan gelombang berdiri yang menyebabkan pembakaran lubang spasial, fenomena di mana energi menjadi terjebak dalam terpakai bagian dari media antara puncak-puncak gelombang. Hal ini menyebabkan keuntungan yang lebih baik dari media penguat. Beberapa pewarna laser rhodamin (merah, 605-635 nm), fluorescein (hijau, 530560 nm), coumarin (biru), stilbene, umbelliferone (biru, 450-470 nm), tetracene, perunggu hijau, dan lain-lain. Sementara beberapa pewarna yang benar-benar digunakan dalam pewarna makanan, sebagian besar pewarna sangat beracun, dan Page 8 Cahaya Laser



Dimas Adiansyah Syahrul || Sifat Berkas dan Tipe



sering karsinogenik. Banyak pewarna, seperti rhodamin 6G, (dalam bentuk kloridanya), bisa sangat korosif terhadap semua logam kecuali stainless steel. Berbagai macam pelarut dapat digunakan, meskipun beberapa pewarna akan larut lebih baik dalam beberapa pelarut dari pada orang lain. Beberapa pelarut yang digunakan adalah air, glikol, etanol, metanol, heksana, sikloheksana, siklodekstrin, dan banyak lainnya. Pelarut sering sangat beracun, dan kadang-kadang dapat diserap secara langsung melalui kulit, atau melalui uap dihirup. Banyak pelarut juga sangat mudah



terbakar.



Adamantane



ditambahkan



ke



beberapa



pewarna



untuk



memperpanjang waktu hidupnya. Cycloheptatriene dan cyclooctatetraene (COT) dapat ditambahkan sebagai triplet quenchers untuk rhodamine G, meningkatkan daya keluaran laser. Daya output 1,4 kilowatt di 585 nm dicapai dengan menggunakan Rhodamine 6G dengan COT dalam larutan metanol-air.



Gambar 12. Zat yang digunakan pada laser zat cair (Sumber: http://en.wikipedia.org/wiki/Dye_laser)



c. Laser Zat Gas Laser gas adalah laser di mana arus listrik dihantarkan melalui gas untuk menghasilkan cahaya yang koheren. Laser gas merupakan laser cahaya pertama yang kontinu dan beroperasi mengubah energi listrik menjadi sinar laser. Menghasilkan sinar cahaya koheren pada daerah spektrum inframerah 1,15 mikrometer. Helium dan neon, He-Ne, merupakan laser gas yang paling umum, memiliki output utama dari lampu inframerah. CO 2 laser memancarkan energi jauh dari inframerah (9,6 pM dan 10,6 m), dan digunakan untuk memotong material keras dan pengelasan. Efisiensi laser CO2 adalah lebih dari 10%. Karbon Monoksida atau "CO" laser memiliki potensi output sangat besar, namun penggunaan jenis laser dibatasi oleh toksisitas ekstrim gas karbon monoksida.



Dimas Adiansyah Syahrul || Sifat Berkas dan Tipe Cahaya Laser 9



Page



Laser ion Argon memancarkan cahaya dalam kisaran 351-528,7 nm. Tergantung pada optik dan tabung laser dengan nomor yang berbeda dari garis. Paling sering digunakan adalah 458 nm, 488 nm dan 514,5 nm. Laser ion logam adalah laser gas yang biasanya menghasilkan panjang gelombang ultraviolet. Helium - Perak (HeAg) 224 nm, Neon - Tembaga (NeCu) 248 nm, dan Helium - Cadmium (HeCd) 325 nm. Laser ini memiliki osilasi terutama linewidths sempit kurang dari 3 GHz (0,5 picometers). Contoh dari laser gas antara lain: 1) Laser CO2 Molekul laser CO2 berosilasi pada 10,6 μm dalam infra merah. Transisi yang utama terjadi diantara tingkat energi fibrasi dari molekul CO2. Laser CO2 mengoperasikan pulsa (Q-switched) secara kontinyu. Bahkan, laser CO 2 mampu mengemisikan sebuah gaya sehingga timbullah energi dan dapat memanaskan beberapa material sehingga berpijar dalam waktu yang singkat. Karena pancaran cahaya terhalang, maka penting untuk menggunakan material yang tidak membebaskan bahaya kontaminasi dalam udara. Laser CO 2 saat ini digunakan untuk memotong besi, kain dan mengelas besi. Pelepasan listrik yang mengeksitasi sebagian besar laser gas menghasilkan cahaya atau sebuah pancaran yang disebabkan oleh anoda dan katoda pada ujung plasma tipis atau tabung pelepasan. Sebagian kecil laser dieksitasi oleh saluran frekuensi radio. Semua laser beroperasi dengan baik dengan tekanan gas dibawah tekanan atmosfir.



Gambar 13. Bagian-bagian laser CO2 (Sumber: http://web.fe.infn.it)



Ada kelas yang lain dari laser gas yang dikenal dengan laser TEA (transversely exchited atmospheric-pressure lasers). Laser TEA biasanya bergetar dan ini tereksitasi oleh sebuah pancaran dengan tekanan atmosfer yang kuat. Arus Page 10 Cahaya Laser



Dimas Adiansyah Syahrul || Sifat Berkas dan Tipe



pada pancaran itu mengalir dalam sudut yang tepat menuju sumbu laser. Banyak laser CO2 yang termasuk laser TEA. Laser-laser tersebut membutuhkan sistem pemeliharaan gas yang relatif sederhana dan juga murah serta mudah dalam perancangannya. Getarannya berulang seperti laser CO2 yang lain yang memperlihatkan tenaga puncak yang tinggi atau tenaga rata-rata yang tinggi.



Gambar 14. Diagram energi laser CO2 (Sumber: http://stwww.weizmann.ac.il)



2) Laser Helium-Neon Laser Helium-Neon tidak dipompa secara optis, tetapi secara elektrik. Medium aktifnya adalah campuran gas dari helium dan neon dengan perbandingan 5:1 pada tekanan sekitar 3 torr. Helium tereksitasi ke sebuah level tertentu karena tabrakan elektron. Energi ditransfer dengan cepat ke atom neon netral yang mempunyai tingkat energi sedikit dibawah atom helium. Ini adalah level laser yang lebih atas. Transisi laser yang paling penting pada panjang gelombang 633 nm.



Dimas Adiansyah Syahrul || Sifat Berkas dan Tipe Cahaya Laser 11



Page



Gambar 15. Bagian-bagian laser He-Ne (Sumber: http://www.olympusfluoview.com)



Laser He-Ne dipompa secara terus menerus, biasanya mnggunakan power suplay DC. Power suplay DC ini khususnya pada rentang 0,3-15 mlwatt atau lebih pada transverse mode 00. Banyak laser He-Ne memakai cermin setengah pada tabung plasma. Keuntungan laser sangat sedikit; sudut Brewster windows esensial untuk mencegah berkurangnya pantulan. Bahkan, kaca keluaran itu mempunyai reflektansi lebih dari 99% dengan tabung plasma sepanjang 15 atau 20 cm. Karena Brewster window, keluarannya menyebar pada bidang vektor elektrik termasuk poros laser dan garis normal Brewster window. Meskipun laser He-Ne tidak dipompa secara optis, tetapi karakteristik ambang dapat di deskripsikan dengan cukup oleh rate equations. Pada kasus laser ruby, kita telah mengamati fluktuasi yang sangat luas pada keluarannya. Ini menghubungkan ke osilasi pendek dari inversi populasi n dengan ambang batas nilai



. Pada laser He-Ne, nilai n tidak mengalami osilasi, tetapi lebih menerima



nilai



yang tepat. Hasilnya keluaran laser He-Ne kontinu dan stabil.



Page 12 Cahaya Laser



Dimas Adiansyah Syahrul || Sifat Berkas dan Tipe



Gambar 16. Diagram energi laser He-Ne (Sumber: http://perg.phys.ksu.edu)



3) Laser Ion Argon Laser ion Argon dapat dibuat berosilasi dalam beberapa panjang gelombang pada sepktrum tampak biru dan hijau. Transisi penting berada pada level energi +1



dari spectrum Ar . Arus pancaran tinggi akan di produksi dengan jumlah yang cukup dari ionisasi atom Argon tunggal. Selain laser Argon, terdapat krypton-ion laser yang menghasilkan garis merah kuat dibanding yang lain.



Gambar 17. Bagian-bagian laser ion argon (Sumber: http://www.repairfaq.org)



Karena cukupnya energi untuk mengionisasi atom dan kemudian meningkatkan ion ke tingkat tereksitasi, efisiensi dari semua pancaran laser rendah. Meskipun inversi populasi tertahan, laser ini memiliki keuntungan yang Dimas Adiansyah Syahrul || Sifat Berkas dan Tipe Cahaya Laser 13



Page



sangat tinggi dan dapat menghasilkan kekuatan output yang terus menerus sampai beberapa watt. Garis laser argon yang paling penting adalah pada panjang gelombang 514,5 nm.



Gambar 18. Diagram energi laser ion argon (Sumber: http://perg.phys.ksu.edu)



2. Berdasarkan Gelombang



Panjang a.



Laser



Ultra



Violet (UV)



Sinar ultraviolet adalah cahaya dengan panjang gelombang lebih pendek daripada ≈ 400 nm, batas bawah kisaran panjang gelombang terlihat. Definisi yang berbeda digunakan untuk daerah spektral yang berbeda. Dekat-UV daerah spektral berkisar 400 nm ke 300 nm. Wilayah tengah-UV berkisar 300-200 nm, dan panjang gelombang yang lebih pendek dari 200 nm ke 10 nm milik daerah yang jauh-UV. Masih panjang gelombang pendek milik UV ekstrim (EUV). UV vakum Istilah (bawah ≈ 200 nm) mengacu pada rentang panjang gelombang di mana alat vakum sering digunakan, karena cahaya sangat diserap di udara. UV vakum mencakup jauh dan ekstrim UV. UVA singkatan kisaran 320-400 nm, UVB untuk 280-320 nm, dan UVC untuk 200-280 nm. Namun, definisi yang tepat dari daerah-daerah spektral bervariasi dalam literatur. Sinar UV menemukan berbagai aplikasi, termasuk desinfeksi UV air dan alatalat, UV curing perekat, kontrol kualitas bagi banyak bahan dan fluoresensi menarik untuk tujuan analisis. Sinar ultraviolet berbeda dalam dua hal yang berbeda pada dasarnya: Panjang gelombang pendek memungkinkan fokus yang tepat dan generasi struktur yang sangat halus (asalkan sumber cahaya dengan koherensi spasial tinggi



Page 14 Cahaya Laser



Dimas Adiansyah Syahrul || Sifat Berkas dan Tipe



yang digunakan). Hal ini digunakan dalam UV photolithography, seperti yang digunakan



misalnya



untuk



pembuatan



perangkat



mikroelektronik



seperti



mikroprosesor dan chip memori. Generasi masa depan mikroprosesor akan memiliki struktur bahkan lebih halus dan akan memerlukan photolithography di wilayah EUV. Sumber EUV kuat dan photoresists yang sesuai saat ini sedang dikembangkan. Energi foton lebih tinggi dari energi band-gap dari banyak zat. Akibatnya, sinar ultraviolet sangat diserap oleh banyak zat, dan eksitasi diinduksi dapat menyebabkan perubahan struktur kimia (misalnya melanggar obligasi). Hal ini penting untuk pengolahan bahan laser (misalnya untuk ablasi laser, laser yang deposisi berdenyut, dan untuk pembuatan kisi-kisi serat Bragg), dan untuk sterilisasi air atau alat-alat medis. Sinar UV juga dapat merusak kulit manusia, dan khususnya cahaya UVC memiliki efek kuman. Ketika sinar ultraviolet berinteraksi dengan jejak hidrokarbon di udara, dapat menyebabkan pengendapan film organik pada permukaan di sekitarnya. Teknologi laser untuk generasi sinar ultraviolet menghadapi berbagai tantangan; Namun demikian, ada beberapa jenis laser ultraviolet yang langsung dapat menghasilkan sinar UV: beberapa laser massal (misalnya berdasarkan kristal ceriumdoped seperti Ce: LiCAF), laser serat, dioda laser (kebanyakan berbasis GaN), laser pewarna, laser excimer, dan laser elektron bebas. Cara lain untuk menghasilkan sinar ultraviolet adalah dengan konversi frekuensi nonlinier output dari laser inframerahdekat. Khusus untuk wilayah EUV, debit gas (misalnya dengan xenon atau dengan uap timah) atau plasma laser-induced digunakan untuk menghasilkan radiasi UV dengan kekuatan tinggi beberapa watt atau bahkan puluhan watt. Namun, sumber tersebut tidak memancarkan radiasi koheren. Dalam banyak kasus, radiasi UV yang dihasilkan dengan perangkat lain selain laser. Yang paling penting adalah lampu gas discharge (misalnya tabung merkuri), tetapi dioda pemancar cahaya (LED UV) juga menarik minat untuk berbagai aplikasi.



Dimas Adiansyah Syahrul || Sifat Berkas dan Tipe Cahaya Laser 15



Page



Gambar 19. Laser ultraviolet (Sumber: http://img.alibaba.com)



b. Laser Tampak Insiden laser di stadion Bukit Jalil Malaysia saat pertandingan final leg I Piala AFF terus menjadi sorotan. Media Malaysia bahkan sudah menegaskan laser tidak berbahaya bagi kesehatan. Tapi faktanya laser hijau paling ampuh buat mengusik konsentrasi. Ketika seseorang terkena laser tubuh tidak akan merasakan sakit apapun dan mata juga masih bisa melihat.



Gambar 20. Penggunaan laser hijau pada pertandingan sepak bola (Sumber: http://markerinfo.blogspot.com/)



Tapi efeknya, konsentrasi otak akan terganggu karena warna laser bisa membuat orang tidak nyaman. Terlebih jika laser yang digunakan berwarna hijau. Karena laser warna hijau lebih mengganggu konsentrasi ketimbang laser warna merah. Kelebihan Page 16 Cahaya Laser



Dimas Adiansyah Syahrul || Sifat Berkas dan Tipe



laser hijau dibanding laser merah teletak pada panjang gelombangnya. Laser merah umumnya menggunakan panjang gelombang 635 nm (merah ruby) atau 650 nm (merah muda), sementara laser hijau menggunakan panjang gelombang 495-532 nm. Pada kisaran panjang gelombang tersebut, warna kuning dan hijau paling mudah dilihat oleh mata manusia. Saat disorotkan langsung ke mata, laser hijau bisa tampak 50 kali lebih terang dibandingkan laser yang berwarna merah. Dikutip dari Greenlaserbeam, Senin (27/12/2010), panjang gelombang juga mempengaruhi kekuatan sinar laser. Dengan gelombang yang lebih pendek, laser hijau punya intensitas lebih tinggi sehingga bisa menjangkau jarak yang lebih jauh dengan pada penggunaan daya listrik yang sama. Dengan kelebihan ini, laser hijau banyak digunakan oleh militer untuk operasi tempur di siang hari. Bintik hijau bisa menjangkau jarak yang lebih jauh, sekaligus terlihat lebih jelas meski dalam kondisi cahaya yang terang benderang. Jika dari jarak jauh, wajah yang terkena laser memang tidak berbahaya tapi ini sungguh mengganggu konsentrasi. Dan umumnya laser yang bisa menempuh jarak jauh adalah laser yang memiliki daya watt tinggi dengan harga yang mahal. Sementara laser hijau maupun merah yang digunakan pada mainan maupun pointer untuk presentasi umumnya menggunakan daya di bawah 5 mili Watt. Dengan daya sekecil itu, laser hanya akan merusak jika ditembakkan langsung ke mata dalam jangka waktu lama. Namun jika menggunakan daya di atas 1 Watt, kekuatan laser hijau bisa mencapai 1.000 kali kekuatan radiasi sinar matahari.. Umumnya daya yang diperbolehkan untuk dipakai pada laser mainan maupun pointer adalah di bawah 5 mili Watt. Laser berkekuatan lebih dari 1 watt cukup berbahaya, sehingga harus melewati perizinan tertentu.



c. Laser Infra Merah Salah satu aplikasi dari laser infra merah adalah laser inframerah jauh (laser FIR dan Terahertz laser). Keduanya adalah laser dengan panjang gelombang output di bagian inframerah jauh dari spektrum elektromagnetik , antara 30-1.000 m (300 GHz10 THz). Laser FIR memiliki aplikasi dalam spektroskopi Terahertz, Terahertz pencitraan serta dalam fusi diagnostik fisika plasma. ketiganya dapat digunakan untuk mendeteksi bahan peledak dan sumber senjata kimia, dengan menggunakan spektroskopi inframerah atau untuk mengevaluasi kepadatan plasma dengan cara teknik interferometri. Kelebihan sumber radiasi ini dibanding sinar-X adalah Dimas Adiansyah Syahrul || Sifat Berkas dan Tipe Cahaya Laser 17



Page



berenergi rendah tak mengionisasi obyeknya (jauh lebih aman dari sinar-X), radiasinya dapat difokuskan tak seperti sinar-X sehingga mudah dikontrol, frekuensinya berimpitan dengan frekuensi spektrum dari molekul-molekul penting sehingga sangat potensial bagi spectroskopi dan pendeteksian molekul-molekul. Salah satu riset yang cukup banyak menarik perhatian saat ini berkaitan dengan terahertz (THz) baik sumber radiasinya, detektor, antenna, spektroskopi, imaging dan lain-lain. Sumber radiasi THz ini adalah salah satu kandidat untuk menggantikan sebagian fungsi sinar-X untuk imaging. Dengan sifat-sifat tersebut banyak aplikasi menjanjikan terutama dalam bidang keamanan. Radiasi THz mampu menembus jaket atau pakaian penutup tubuh tapi tak menembus jaringan seperti sinar-X. Dengan demikian menjadi sumber paling ideal untuk mendeteksi benda-benda tersembunyi seperti di balik baju bahkan cairan kimia berbahaya dapat dideteksi dari kandungan molekul spesifiknya. Di bidang kedokteran, gelombang ini potensial untuk menentukan lokasi kanker dari jaringan pada tubuh manusia secara langsung tanpa merusak jaringannya, juga potensial untuk terapi jika sumbernya cukup kuat. Juga dapat digunakan untuk menemukan obyek hidup dalam suatu kejadian kebakaran. Dalam bidang komunikasi juga terutama antar satelit menjanjikan transfer data berlipat-lipat dari capaian saat ini (super-broadband). Dalam banyak kasus presentasi riset-riset untuk mengembangkan sumber THz tersebut biasanya pada aplikasi keamanan paling agresif dengan menggunakan suatu objek sebagai simbol gangguan keamanan dengan berbagai triknya yang dapat dideteksi dengan alat screening menggunakan sumber radiasi THz yang disiramkan pada obyek tersebut. Berikut ini hasil screening menggunakan radiasi THz.



Gambar . Hasil screening dengan radiasi THz pada objek udang dan kokain (Sumber: http://pmij.us/)