SIFAT OPTIK KERAMIKSIFAT OPTIK KERAMIKKELOMPOK 6

HADI PERDANA3334110881M. IRMAN BUDI P3334122168REZZA PUTRA S3334120604DEA ANGGRAHENI P3334132493M. ICHSAN KUSUMA3334131695AGUSTINI P3334131299

Sifat-Sifat Keramik

sifat optic suatu material adalah respon material tersebut terhadap paparan gelombang elektromaknetik, radiasi, khususnya untuk range cahaya tampak.

Bila cahaya mengenai suatu obyek cahaya dapat ditransmisikan, diabsorbsi, atau dipantulkan. Bahan bervariasi dalam kemampuan untuk mentransmisikan cahaya, dan biasanya dideskripsikan sebagai transparan, translusen, atau opaque.

SIFAT OPTIK

TRANSPARANSI

Transparansi adalah sifat mineral dimana mineral tersebut mampu melewatkan cahaya dan tembus pandang serta dapat meneruskan cahaya.

Bila cahaya mengenai suatu obyek, cahaya dapat ditransmisikan, diabsorbsi, atau dipantulkan. Bahan bervariasi dalam kemampuan untuk mentransmisikan cahaya, dan biasanya dideskripsikan sebagai transparan, translusen, atau opaque.

Material yang transparan, seperti gelas, mentransmisikan cahaya dengan difus, seperti gelas terfrosted, disebut bahan translusen. Batuan yang opaque tidak mentransmisikan cahaya.

Cahaya yang ditransmisikan dari satu medium ke medium lain, misalnya dari gelas ke air akan mengalami pembiasan. Pembelokan cahaya ini adalah akibat perubahan kecepatan rambat yang asal mulanya dari polarisasi elektronik. Karena polarisasi meningkat dengan naiknya ukuran atom, gelas yang mengandung ion-ion berat (seperti kristal timbal) memiliki indeks bias yang lebih besar dari gelas yang mengandung atom-atom ringan (seperti gelas soda).

TRANSPARANSI

Mekanisme dalam interaksi cahaya

Ada dua mekanisme yang penting untuk interaksi cahaya dengan partikel dalam padatan yaitu :1.Polarisasi elektronik Polarisasi adalah distorsi awan elektron atom oleh medan listrik dari cahaya. Sebagai akibat polarisasi, sebagian energi dikonversikan menjadi deformasi elastik (fonon), dan selanjutnya panas.2.Transisi elektron antar tingkat energi. Transisi elektronik dapat diartikan sebagai perpindahan elektron dari satu orbital ke orbital yang lain. Energi yang dimiliki sinar UV mampu menyebabkan perpindahan elektron (promosi elektron). Disebut transisi elektronik karena elektron yang menempati satu orbital dengan energi terendah dapat berpindah ke orbital lain yang memiliki energi lebih tinggi jika menyerap energi, begitupun sebaliknya elektron dapat berpindah dari orbital yang memiliki energi lebih rendah jika melepaskan energi. Energi yang diterima atau diserap berupa radiasi elektromagnetik.

Alumina

Alumina disebut juga amril atau korundum, alumina (aluminium oksida, Al2O3) adalah bahan Keramik Oksida yang paling banyak digunakan baik dalam bentuk murni atau sebagai bahan baku yang akan dicampur dengan oksida lainnya. alumina memiliki kekerasan yang tinggi dan cukup kuat. Sifat transpiransinya biasanya dapat diaplikasikan untuk lampu natrium dan alumina translusen.

Yttrium (III) OksidaFilm tipis dari metal yang dinamakan yttrium dan lanthanum,

dengan bantuan hidrogen, kemudian membentuk senyawa hidrida metalik yang bersifat mengkilap. Jika ditambah lebih banyak lagi hidrogen ia menjadi transparan.Transformasi dari transparan ke reflektif (cermin) dapat dilakukan dengan memompa hidrogen diatas film pada tekanan yang berbeda. Agar perubahan dari kaca transparan ke cermin dapat dilakukan dengan baik maka peralatannya perlu dioperasikan secara elektris, dan komponen materialnya harus berbentuk benda padat.

Yttrium (III) oksida dapat diaplikasikan untuk untuk membuat YVO4 (Eu + Y2O3) dimana phosphor Eu memberikan warna merah pada tube TV berwarna. Yttrium oksida juga digunakan untuk membuat Yttrium-Iron-garnet yang dimanfaatkan pada microwave supaya efektif.

Magnesium Oksida (MgO)Magnesium oksida (MgO) adalah secara historis dikenal sebagai magnesia alba (secara harfiah, putih mineral dari magnesia - sumber lain memberikan magnesia alba sebagai mgco3), untuk membedakan itu dari magnesia negra, mineral hitam mengandung apa yang sekarang dikenal sebagai mangan.Sementara biasanya 'senyawa magnesium oksida' berarti MgO, magnesium peroxide (MgO2) juga dikenal sebagai senyawa metastable. Magnesium oksida (MgO) dapat digunakan sebagai lapisan pelindung dalam plasma. Karena struktur kristal film yang tipis, yang dapat disimpan oleh magnetron tergagap-gagap. Selain itu juga dapat digunakan sebagai isolator di industri kabel, sebagai dasar refrakter bahan untuk digunakan dan sebagai bahan fireproofing utama dalam konstruksi bahan sebagai sebuah material konstruksi.

AplikasiLENSA OPTIK SUHU TINGGI•Nomor bagian: DR-C039•Dimensi: 97 x 21 mm•Permukaan transparan•Transmitansi : 97%•Cekung-cembung•Suhu kerja: ‒50°C sampai 500°C

Transmisi Optik Fenomena pembiasan (refreksi), pemantulan (refleksi) dan

penyerapan (absorbsi) dapat di aplikasikan pada fenomena cahaya saat melewati bahan padat yang transparan. Dimana intensitas transmisi, dapat dinyatakan dengan persamaan sebagai berikut.

 

Ilustrasi dari transimi dapat dilihat pada gambar berikut.

SiO2

• Silika digunakan terutama dalam produksi kaca untuk jendela, gelas minum, botol minuman, dan banyak kegunaan lain. Mayoritas dari serat optik untuk telekomunikasijuga terbuat dari silika. Ini adalah bahan baku utama untuk keramik banyak whitewareseperti tembikar, keramik, porselin, serta industry semen Portland.

• Silika adalah aditif yang umum dalam produksi makanan, di mana ia digunakan terutama sebagai agen aliran dalam makanan bubuk, atau untuk menyerap air dalamaplikasi higroskopik. Ini adalah komponen utama dari tanah diatom yang memilikibanyak kegunaan mulai dari penyaringan untuk serangga kontrol. Itu juga merupakankomponen utama dari abu sekam padi yang digunakan, misalnya, dalam pembuatanfiltrasi dan semen.

Aplikasi

Kabel fiber optic merupakan kabel jaringan yang dapat

mentransmisi cahaya dimana kabelnya merupakan berasal dari

serat yang terbuat dari kaca yang sangat halus. Dibandingkan

dengan jenis kabel lainnya, kabel ini lebih mahal.

Kabel fiber-optic biasanya berhubungan dengan sistem komunikasi

seperti telepon, TV kabel atau Internet.

Serat optik terdiri dari 2 bagian, yaitu:

cladding dan core.

1. SERAT OPTIK (FIBER OPTIC)

Cont’d

Cladding adalah selubung dari core. Cladding mempunyai indek bias

lebih rendah dari pada core akan memantulkan kembali cahaya yang

mengarah keluar dari core kembali kedalam core lagi. Efisiensi dari

serat optik ditentukan oleh kemurnian dari bahan penyusun gelas.

Semakin murni bahan gelas, semakin sedikit cahaya yang diserap

oleh serat optik.

Cont’d

Gambar penampang serat optik tampak samping serat optik

Gambar penampang serat optik tampak permukaan serat optik

• Core adalah kaca tipis yang merupakan bagian inti dari fiber optik yang dimana pengiriman sinar dilakukan.

• Cladding adalah materi yang mengelilingi inti yang berfungsi memantulkan sinar kembali ke dalam inti(core).

• Buffer Coating adalah plastic pelapis yang melindungi fiber dari kerusakan.

Sedangkan dalam penngunaannya serat optik akan dilapisi oleh material lainnya yang berguna untuk melapisi serat fiber. Dimana bagian-bagian yang ditambahkan adalah :

• Strength materialMaterial yang digunakan untuk melapisi buffer dan melindungi serat optik agar tidak terjadi

masalah sterching pada saat pemulsaan sinyal elektronik• JacketBagian yang melindungi serat optik dan material dari lingkungan luar seperti air, cahaya,

dan unsur-unsur lainnya serta gaya abrasi yang dapat membahayakan fiber optik.

Jenis-Jenis Fiber OptikBerdasarkan mode yang dirambat :1. Single-mode fibersSerat optik Single mode Step Index memiliki diameter core yang sangat kecil dibandingkan ukuran claddingnya.Ukuran diameter core antara 2 µm – 10µm.Cahaya hanya merambat dalam satu mode saja yaitu sejajar dengan sumbu serat optik.Memiliki redaman yang sangat kecil.Memiliki bandwidth yang lebar.Digunakan untuk transmisi data dengan bit rate tinggi.Dapat digunakan untuk transmisi jarak dekat, menengah dan jauh.

Bentuk penampang single-mode fibers

2. Multi-mode fibersMempunyai inti yang lebih besar (berdiameter 0.0025 inch atau 62.5 micron) dan berfungsi mengirimkan sinar laser inframerah (panjang gelombang 850-1300 nanometer). Multimode Step Index mempunyai karakteristik sebagai berikut :

Indeks bias core konstan. Ukuran core besar (50mm) dan dilapisi cladding yang sangat

tipis. Penyambungan kabel lebih mudah karena memiliki core yang

besar Sering terjadi dispersi. Hanya digunakan untuk jarak pendek dan transmisi data bit rate

rendah

Bentuk penampang multi-mode fibers

 

Berdasarkan indeks bias core:

1.Step indeks Pada serat optik step indeks, core memiliki indeks bias yang homogen.

2.Graded indeks Indeks bias core semakin mendekat ke arah cladding semakin kecil. Jadi pada graded indeks, pusat core memiliki nilai indeks bias yang paling besar. Serat graded indeks memungkinkan untuk membawa bandwidth yang lebih besar, karena pelebaran pulsa yang terjadi dapat diminimal

Pada tahun 1895 Wilhelm Konrad Rontgen (1845-1923) dari Jerman menemukan bahwa apabila arus elektron (sinar katoda) menumbuk anoda akan timbul suatu cahaya (radiasi) yang dapat menyebabkan Fluoresensi (pendar cahaya). Radiasi tersebut dinamakan sinar X. Dinamakan demikian karena belum diketahui sifat-sifatnya.

PENDAR CAHAYA

LASER (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) yang berarti perbesaran intensitas cahaya oleh pancaran terangsang. Laser adalah sumber cahaya koheren bersifat monokromatik dan lurus.

Laser semikonduktor disebut juga laser injeksi, hal ini karena pemompaannya dilakukan dengan injeksi arus listrik melewati sambungan PN semikonduktornya. Laser jenis ini mempunyai prinsip seperti diode dengan bias maju biasa.

LASER SEMIKONDUKTOR

Laser semikonduktor yang pertama diciptakan secara bersamaan oleh tiga kelompok pada tahun 1962 oleh R.H. Rediker dkk. (Lincoln Lab, MIT), M.I. Nathan dkk. (Yorktown Heights, IBM) dan R.N. Hall dkk. (General Electric Research Lab.)

Diode yang digunakan adalah galium arsenida-flosfida (GaAsP)

LASER SEMIKONDUKTOR

Prinsip kerja laser jenis ini mirip dengan system kerja LED biasa. Pancaran fotonnya disebabkan oleh bergabungnya kembali elektron dan hole di daerah sambungan PN-nya. Bahan semikonduktor yang dipakai harus memiliki gap energi yang langsung, agar dapat melakukan radiasi foton tanpa melanggar hukum kekekalan momentum. Oleh sebab itu laser semikonduktor tidak pernah menggunakan bahan seperti silikon maupun germanium yang gap energinya tidak langsung.

LASER SEMIKONDUKTOR

Material semikonduktor yang biasa digunakan untuk laser adalah :GaAs (gallium arsenide)AlGaAs (aluminum gallium arsenide)GaP (gallium phosphide)InGaP (indium gallium phosphide)GaN (gallium nitride)InGaAs (indium gallium arsenide)GaInNAs (indium gallium arsenide nitride)InP (indium phosphide)GaInP (gallium indium phosphide)

LASER SEMIKONDUKTOR

TERIMA KASIH