20/11/2011

SPEKTROSKOPI

DEFINISISpektroskopi Spektrometri Spektrometer Spektrofotometri

Agung Zaim Adzkiya agungzaim@gmail.comBAGIAN DARI MATA KULIAH ANALISIS MUTU KIMIA PANGAN 2011

SPEKTROSKOPIIstilah/nama yang digunakan untuk ilmu (secara teori) yang mempelajari tentang hubungan antara radiasi/energi/sinar (yang memiliki fungsi panjang gelombang, yang biasa di sebut frekuensi) dengan benda. Gabungan respon frekuensi ini disebut sebagai spektrum.

SPEKTROMETRITehnik yang digunakan untuk mengukur jumlah (konsentrasi) suatu zat berdasarkan spektroskopi.

SPEKTROMETER Instrument yang digunakan pada teknikspektrometri

SPEKTROFOTOMETRI merupakan tehnik pengukuran jumlah zat yang juga berdasar spektroskopi khusus untuk panjang gelombang UV Visible dan infra merah Alat yang digunakan dalam spektrofotometri disebut SPEKTROFOTOMETER yang dapat mengukur intensitas sebagai fungsi dari warna, atau secara lebih khusus, fungsi panjang gelombang.

KLASIFIKASI SPEKTROSKOPI BERDASARKAN MATERINYA :1. Sp. ATOM 2. Sp. MOLEKUL

BERDASARKAN SIGNAL RADIASI :1. 2. 3. 4. Sp. ABSORPSI Sp. EMISI Sp. FLUORESENSI Sp. SCATTERING

1

20/11/2011

KLASIFIKASI SPEKTROSKOPI1. Sp. ABSORPSIa. b. c. d. e. f. g. h. Sp. Absorpsi sinar X Sp. Absorpsi sinar UV-Vakum Sp. Absorpsi sinar UV-Visible Sp. Absorpsi sinar Infra Merah Sp. Absorpsi sinar Gelombang Mikro Sp. Absorpsi Resonansi Magnet Inti Sp. Absorpsi Resonansi Spin Elektron Sp. Absorpsi Photoacoustic

KLASIFIKASI SPEKTROSKOPI2. Sp. EMISI1. Sp. Emisi sinar gamma 2. Sp. Emisi sinar X 3. Sp. Emisi sinar UV-Vis

3. Sp. FLUORESENSI1. Sp Fluorosensi sinar X 2. Sp Fluorosensi UV-Vis

4. Sp. SCATTERING : Sp. Raman

Prinsip Kerja Spektroskopi Yaitu didasarkan pada interaksi antara radiasi electromagnetik dengan bahan yang memberikan informasi berupa komposisi molekul, struktur, dinamika dan interaksi dalam bahan Faktor yg mempengaruhi spektrometri :I. Sifat distribusi energy pada atom dan molekul, II. Karakteristik radiasi elektromagnetik III. Interaksi radiasi electromagnetic dg atom & molekul.

I. Sifat Distribusi Energi pada Atom & MolekulDalam spektroskopi, materi dibedakan menjadi: A. Materi dalam bentuk atom (Atomic spectroscopy) B. Materi dan bentuk molekul (Molecular spectroscopy)

Dalam materi terkandung ENERGI, yaitu potensi untuk melakukan kerja. Energi dalam materi karena adanya gaya interaksi dalam materi itu: Dalam atom: - inti atom - inti elektron - translasi

Nuclear Energy ~MeV Electronic Energy ~eV Translational Energy ~kecil

Dalam Molekul : - inti atom - inti elektron - vibrasi molekular - rotasi molekular - translasi

Nuclear Energy Electronic Energy Vibration energy Rotational Energy Translational Energy

~MeV ~Ev ~kal ~0,01 kal ~kecil

2

20/11/2011

Distribusi Energi pada Atom & Molekul A. B. C. D. E. Electronic Energy Levels. Vibrational Energy Levels. Rotational Energy Levels. Nuclear Energy Levels. Translational Energy Levels.

A. Electronic Energy Levels Bahan yg dianalisa baik berbentuk atom atau molekul pada suhu kamar berada dalam keadaan dasar (ground state) dengan tingkat energi E. Apabila bahan tersebut diberi radiasi elektromagnetik atau energy maka bahan tersebut menjadi dalam keadaan tereksitasi (excited state) artinya naik ke tingkat energy yang lebih tinggi seperti E, E, E dst. Proses ini terjadi karena bahan menyerap radiasi (ABSORPSI)

Jika bahan dalam keadaan tereksitasi kembali ke keadaan dasar atau ke level energy yang lebih rendah maka bahan tersebut akan memancarkan EMISI Jika bahan selama dieksitasi oleh radiasi elektromagnetik sambil memancarkan radiasi maka bahan tersebut dikatakan mengalami FLUORESENSI. radiasi fluoresensi > radiasi eksitasi karena .. E radiasi fluoresensi < E radiasi eksitasi

B. Vibrational Energy Levels Berdasarkan massa atom dan kekuatan ikatan antar atom dapat menghasilkan energi dari vibrasi molekul Jenis vibrasi yang dapat terjadi :a) Stretching : simetris dan asimetris b) Bending : scissoring, wagging, twisting, rocking

C. Rotational Energy Levels Gugus kimia pada molekul dapat berputar di sekitar ikatannya dengan frekuensi tertentu. Nilai frekuensi rotasi dipengaruhi oleh massa atom dan jarak axis rotasi

3

20/11/2011

D. Nuclear Energy Levels Inti atom memiliki sifat spin atau berputar yang menghasilkan daerah medan magnet yang dapat diukur tingkat energinya

E. Translational Energy Levels Terjadi akibat energi panas pada sistem atom/molemul yang menyebabkan gerakan translasi

Hubungan Spektrum Elektromagnetik-Level Energi Elektromagnetik-

Energi internal suatu sistem adalah energi total dalam system itu U = Uinti + Uelek + Uvib + Urot + Utrans Uinti > Uelek > Uvib > Urot > Utrans

II. KARAKTERISTIK GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK Radiasi elektromagnetik merupakan bentuk energi yang terpancarkan melalui ruang dengan kecepatan yang sangat tinggi, meliputi sinar gamma, sinar X, sinar ultraviolet, sinar tampak, sinar infra merah, microwave dan gelombang radio. Memilki sifat dualistik antara sifat gelombang (seperti panjang gelombang, frekuensi, kecepatan dan amplitudo) dan sifat partikel (seperti absorbsi dan emisi energi radiasi).

Sebagai gelombang radiasi elektromagnetik terdiri atas komponen magnetik yang saling tegak lurus. Sebagai partikel radiasi elektromagnetik dipandang sebagai pancaran foton, membawa kuantum energi tertentu. Besarnya kuantum energi foton berbanding lurus dengan frekuensi menurut persamaan Kuantum Plank

4

20/11/2011

Persamaan Kuantum Planck = hv : energi radiasi h : konstanta Planck = 6,63 x 10 27 erg sec v : frekuensi Oleh karena v = c/, maka persamaan tersebut sering ditulis = hc/ dengan c : kecepatan = 3,0 x 10 10 cm/sec : panjang gelombang.

KARAKTERISTIK GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK The frequency (v) of a wave is the number of cycles per second (Hz = s-1). The period (T) of a wave is the time taken to complete a cycle: T = 1/v. The wavelength (l) is the distance between successive maxima of a wave. The wave number ( ) is the number of cycles per unit distance (=1/l). The amplitude (A) of a wave is the maximum magnitude of the electric vector.

The intensity (I) of a wave is proportional to the square of the amplitude. It is the amount of energy passing through a given area per second. Increasing the intensity of an electromagnetic wave increases the number of quanta passing a given area per second, not the energy of each individual quantum. The velocity (c) of an electromagnetic wave is the distance traveled per second: c = vl. The velocity of an electromagnetic wave travelling through a vacuum is c = 3 x 108 m s-1. The velocity of an electromagnetic wave travelling through a material is always less than that in a vacuum. The refractive index of a material is equal to cvacuum/cmaterial.

The energy (E) of the photons in an electromagnetic wave is related to the frequency of the wave: E = hv = h/T = hc/l = hc where, h = Planks constant (6.6262 x 10-34 J s). These expressions can be used to relate the energy of an electromagnetic wave to its frequency, period, wavelength or wave number. This relationship indicates that monochromatic radiation (i.e., radiation of a single frequency) contains photons that all have the same energy.

The electromagnetic spectrum consists of radiation that ranges in wavelength from 10-12 m (high energy) to 104 m (low energy). The physical principles and mathematical description of radiation across the whole of the electromagnetic spectrum is the same, however, it is convenient to divide it into a number of different regions depending on the origin of the waves, i.e., cosmic rays, gamma rays, x-rays, ultraviolet, visible, infrared, microwaves, and radio waves.

Where in the spectrum are these transitions?

5

20/11/2011

III. INTERAKSI ANTARA RADIASI & MATERII. TRANSISI :ELEKTRONIK, VIBRASI, ROTASI, NUKLEAR

ANALISIS SPEKTROSKOPIA. ANALISIS KUANTITATIF :KADAR BAHAN

II. ABSORPSI III. EMISI

B. ANALISIS KUALITATIF :TIPE ATOM ATAU MOLEKUL STRUKTUR MOLEKUL

INSTRUMEN1) 2) 3) 4) 5) SUMBER RADIASI (kecuali utk Sp. Emisi) WADAH SAMPEL (kecuali utk Sp. Emisi) MONOKROMATOR DETEKTOR REKORDER

1. SUMBER RADIASI Untuk spektrum kontinyu : Lampu argon Sp. UV-Vakum Lampu deuterium, hidrogen Sp UV Lampu xenon, tungsten/wolfram Sp UV-Vis Lampu Glower, Globar, Kawat Nikrom Sp Infra Red

Untuk spektrum diskontinyu : Lampu katoda cekung Sp Absorpsi

2. WADAH SAMPEL/KUVETBAHAN KUVET Kuarsa Plastik Kristal NaCl Kristal KBr Kristal LiFLebar Kuvet : 0,1 - 1 cm < 1mm

2. WADAH SAMPEL/KUVET

JENIS SPEKTROMETER Sp. UV-Vis Sp. Vis Sp. IR Sp. IR Sp. IR

utk Sp UV-Vis utk Sp IR

6

20/11/2011

3. MONOKROMATOR FUNGSI :menghasilkan berkas radiasi dengan satu panjang gelombang

KOMPONEN MONOKROMATOR :Celat/slit, lensa, cermin, prisma/grating

JENIS MONOKROMATOR : Monokromator prisma bunsen Monokromator grating czerney-turner

Keunggulan grating dibandingkan dengan prisma: 1. Lebih mudah dibuat 2. Pemisahan yang lebih baik 3. Mendispersikan radiasi secara linier Slits atau celah pada monokromator memegang peranan penting dalam menentukan karakteristik dan kualitas pengukuran

4. DETEKTORAda 2 macam, yaitu : a. Detektor foton :Sel photovoltaic, phototube, photomultiplier tube, detektor semikonduktor, detektor diode silikon

b. Detektor panasthermocouple, bolometer. biasa dipakai untuk mengukur radiasi infra merah

5. REKORDER Signal listrik dari detektor diperkuat dan direkam sebagai spektrum yang berbentuk puncak-puncak. Plot antara panjang gelombang dan absorban akan dihasilkan spektrum

7

20/11/2011

Prinsip SPEKTROFOTOMETER UV-VISPanjang gelombang sinar akan melewati suatu larutan (sel sampel) dan wadah lain yang identik atau hanya berisi pelarut (sel pembanding/ referensi)

Hukum Beer-LambertTransmitansi

TRANSMITANSI DAN ABSORBANSI

Jika sebuah berkas cahaya dilewatkan ke larutan maka ada sebagian cahaya yang akan di serap, ada yang dilewatkan serta sebagian kecil yang dipantulkan''. Rumus :

T=

P P0

dan %T = T 100

P = kekuatan (intensitas) sinar diteruskan P0 = kekuatan (intensitas) sinar datang

Pada kenyataannya, P0 sulit untuk diukur. Yg diukur adalah Psolvent (intensitas sinar yg melewati sel berisi pelarut), sehingga:

A= bc

T =

P Solution P Solvent

Absorbansi

A = log T = log

PSolution P 1 = log Solvent = log PSolvent PSolution T

LAMBERTHUKUM LAMBERT-BEER Jumlah radiasi yang diserap proporsional dengan ketebalan sel (b), konsentrasi analit (c), dan koefisien ), ), absorptivitas molekuler (a) dari suatu spesi (senyawa) ) pada suatu panjang gelombang.

LAMBERTHUKUM LAMBERT-BEER

Asumsi:1. Radiasi sinar datang harus monokromatis. 2. Spesi penyerap (molekul, atom, ion, dll) independen satu sama lain. 3. Radiasi sinar datang merupakan berkas paralel yang tegak lurus dengan permukaan media penyerap. 4. Radiasi sinar melintasi media penyerap dengan panjang yang sama. 5. Media penyerap homogen dan tidak menyebabkan penghamburan sinar. 6. Radiasi sinar datang mempunyai intensitas yang tidak terlalu besar yang menyebabkan efek saturasi.

A = abc(c) Jika konsentrasi ( ) diekspresikan sebagai molaritas (b) (mol/L) dan ketebalan sel ( ) dinyatakan dalam centimeter (cm), koefisien absorptivitas molekuler (a) ) disebut koefisien ekstinsi molar () dan memiliki satuan ) [L/(mol.cm)]

A = bcUntuk campuran, Hk. Lambert-Beer bersifat aditif. LambertATotal = A1 + A2 + A3...... + An or = 1b1c1 + 2b2c2 + 3b3c3 ...... + nbn cn ATotal

8

20/11/2011

LIMITASI HUKUM LAMBERT-BEER LAMBERT-

A = abcLambertMenurut Hk. Lambert-Beer, A berbanding lurus dengan panjang lintasan (b) dan konsentrasi (c), sehingga: ,1. A tidak mempunyai limitasi terkait dengan b. Gunakan sel yang tipis untuk sampel dengan konsentrasi tinggi tinggi. Gunakan sel yang tebal untuk sampel dengan konsentrasi rendah rendah. Contoh: Jika A = 0.410 dalam kuvet (b = 1.0 cm) (b Sehingga jika: b = 2.0 cm, A = 0.820 b = 0.1 cm, A = 0.041

2. Chemical Deviation A berbanding lurus dengan konsentrasi (c), kecuali: untuk konsentrasi yang terlalu tinggi atau jika terjadi reaksi kimia a. Biasanya, A menjadi nonlinier jika c > 0.10 M Pada konsentrasi diatas 0.10 M, jarak antar molekul analit menjadi cukup dekat, yang mempengaruhi distribusi muatan, sehingga mengubah cara molekul melakukan serapan (mengubah ).

b. A menjadi nonlinier jika terjadi reaksi kimia.Jika analit mengalami assosiasi, dissosiasi atau bereaksi dengan pelarut atau komponen lain dalam larutan, penyimpangan Hk. LambertLambert-Beer akan terjadi.+ HIn H + In -

Color 1

Color 2

b. Hamburan cahaya3. Instrumental Deviation

a. Efek Radiasi PolikromatikIdealnya, monokromator akan melewatkan radiasi monokromatis, tetapi kenyataannya monokromator akan melewatkan radiasi berupa pita. Bandwidth spektrometer akan mempengaruhi linieritas Hk. Lambert-Beer. LambertPengukuran dilakukan pada max untuk memperkecil error.

B

A

Hubungan Panjang Gelombang dan Warnadaerah warna ungu biru sian (biru-pucat) hijau Hijau Kekuningan Jingga merah Ungu kemerahan warna panjang gelombang (nm) 380 - 435 435 - 500 500 - 520 520 - 565 565 - 590 590 - 625 625 - 740 680 - 700 Warna Komplementer Hijau kekuningan Kuning Jingga Ungu kemerahan Ungu Biru kehijauan Hijau kebiruan hijau 1. Single Beam 2. Double Beam 3. Multi Channel 1. Single Beam

INSTRUMENTASI

Menurut konfigurasinya, dibagi dalam:

9

20/11/2011

INSTRUMENTASI 2. Double Beam Double-beam in time instrument 2. Double Beam

INSTRUMENTASI

Double-beam in space instrument

INSTRUMENTASI 3. Multi Channel

INSTRUMENTASI UVKOMPONEN INSTRUMENTASI SPEKTOMETER UV-VIS 1. Sumber (Source)

Argon Tungsten Deuterium Xenon

100 160 nm 350 800 nm 160 360 nm 200 900 nm

INSTRUMENTASI UVKOMPONEN INSTRUMENTASI SPEKTOMETER UV-VIS 2. Kuvet (Sample Container)

INSTRUMENTASI UVKOMPONEN INSTRUMENTASI SPEKTOMETER UV-VIS 3. MonokromatorPRISMA

10

20/11/2011

INSTRUMENTASI INSTRUMENTASI UVKOMPONEN INSTRUMENTASI SPEKTOMETER UV-VIS 3. MonokromatorGRATING

UVKOMPONEN INSTRUMENTASI SPEKTOMETER UV-VIS 4. Detektor

Photovoltaic

Phototube

Energi radiasi menggenerate arus pada interface lapisan semikonduktor dan metal

Radiasi menyebabkan emisi dari permukaan padatan photosensitive.

Diode array

Spektrofotometer Serapan Atom

Spektroskopi Atom

Spektroskopi atom berkaitan dengan absorpsi, emisi, atau fluoresens oleh atom atau ionnya. Dua daerah radiasi elektromagnetik yang memeberikan informasi spektra atom yaitu UV-Vis dan sinar X

Atom tidak memiliki energi rotasi/vibrasi sehingga transisi yang terjadi hanya pada level elektronik saja dan lebar pita spektra atom sangat sempit

Tipe Spektroskopi Atom

Komponen Dasar Spektrofotometer Atom

Representasi skematik absorpsi, emisi, dan fluoresens

11

20/11/2011

Sumber RadiasiLampu Katode Rongga (Hollow cathode lamp) Lampu jenis ini terdiri atas katode logam silindris (elemen yang sama dengan yang di analisis) dan anode tungsten yang tertutup dalam tabung kaca yang mengandung neon atau argon pada tekanan sekitar 1-5 torr. Ketika voltase tinggi diberikan di antara anode dan katode, gas pengisi terionisasi dan ion positifnya terakselerasi menuju katode dan menabraknya memercikkan (sputter) atom logam bebas dari permukaan katode menjadi fase gasnya. Atom bebas tereksitasi oleh benturan dengan elektron berenergi tinggi yang kemudian mengemisikan foton saat kembali ke keadaan dasar. Radiasi ini memiliki frekuensi yang sama dengan yang diabsorbsi oleh atom analat pada nyala/furnace

PengatomAtomisasi Nyala : pembakar aliran laminar

Lampu katode rongga.

PengatomAtomisasi Graphite furnace

Proses yang terjadi saat atomisasi

Proses menjadi atom

Spektrofotometer serapan Atom

spektrometer berkas tunggal

spektrometer berkas rangkap

12

20/11/2011

Spektrofotometer IR

Pendahuluan

PendahuluanSpektrofotometer IR Dispersif

Jenis Spektrofotometer IR: Spektrofotometer IR dispersif (kualitatif) Spektrofotometer IR takdispersif (kuantitatif) Spektrofotometer IR transformasi Fourier (kualitatif dan kuantitatif)

Berkas tunggal (Single beam), tidak terlalu praktis karena adanya absorpsi radiasi IR oleh H2O dan CO2 atmosfer Berkas rangkap (Double beam), sel sampel ditempatkan di depan monokromator untuk meminimalkan efek adanya emisi IR dan radiasi sesatan dari kompartemen sampel Metode deteksi Sistem optis nol (Optical null) Sistem perekam rasio (Ratio recording)Spektrofotometer IR takdispersif

Fotometer filter Spektrometer filter dielektrik filter spectrometer SpectrometerSpecial purposeSpektrofotometer transform Fourier

Interferometer

PendahuluanInstrumen yang digunakan untuk mengukur absorpsi inframerah memerlukan sumber radiasi inframerah yang kontinu dan transduser inframerah yang sensitif Tranduser alat yang mengkonversi sifat kimia atau fisika seperti pH atau intensitas foton menjadi sinyal listrik seperti voltase atau arus listrik yang mudah diukur

Sumber RadiasiNernst GlowerTersusun atas cetakan campuran leburan ZrO2:Y2O3:Er2O3 (90:7:3) dalam bentuk batang berongga, diameter1-3 mm, panjang 2-5 cm yang dipanaskan melalui kawat platina tertutup pada ujung silinder dan cukup mudah pecah. Glower mempunyai koefisien temperatur negatif pada tahanan listrik maka harus dipanasi terlebih dahulu agar bersifat konduktif memerlukan eksternal filamen. Sirkuitnya juga memerlukan alat pembatas arus, jika tidak akan terjadi pemadaman. Glower dapat dioperasikan antara suhu 900-1700C dan dapat dua kali lebih kuat dibandingkan sumber radiasi IR lainnya. Sumber ini harus dilindungi dari aliran udara akan tetapi ventilasi yang memadai diperlukan untuk menghilangkan kelebihan panas dan penguapan oksida serta bahan pengikat Spektrum yang baik pada 1 - 10 m

Sumber radiasi inframerah - Terdiri atas padatan lembam yang dipanaskan menggunakan energi listrik dengan temperatur 1500-2200 K - contohnya: Nernst Glower, Globar, kawat pijar, busur merkuri, lampu pijar tungsten, laser CO2

13

20/11/2011

Sumber RadiasiGlobarGlobar tersusun atas batangan silikon karbida dengan panjang 5 cm, diameter 5 mm dengan pengoperasian temperatur dekat 1300C. Salah satu kekurangannya yaitu kontak listrik dari Globar memerlukan pendingin air untuk menghindari bunga api listrik. Sumber ini merupakan pilihan yang lebih baik dibandingkan Nernst Glower pada panjang gelombang dibawah 5 m dan daerah inframerah jauh diatas 15 m

Sumber RadiasiKawat pijarSumber radiasi yang takmahal, hayatpanjang, dan tangguh. Berupa gulungan lingkar kawat nikrom (film oksidanya terbentuk pada gulungan lingkarnya) disekeliling bagian tengah suatu keramik sehingga dapat dioperasikan dengan suhu 1000C oleh pemanasan resistif Tidak memerlukan pendinginan dan sedikit perawatan. Sumber radiasi ini direkomendasikan jika keterandalan dipentingkan. Gulungan lingkar nikrom memancarkan radiasi yang kurang kuat dibandingkan sumber radiasi IR lainnya dan dapat terkurangi energi awalnya jika monokromator digunakan. Kawat rodium dapat dijadikan pengganti nikrom dengan pancaran radiasi yang lebih kuat tetapi lebih mahal

Sumber RadiasiMerkuri ArcUntuk daerah inframerah jauh ( > 50 m) tidak satupun dari sumber termal seperti diatas menyediakan kuat radiasi yang cukup untuk dapat terdeteksi digunakan busur merkuri tekanan tinggi. Alat ini tersusun atas tabung kuarsa yang mengandung uap merkuri bertekanan tinggi. Saat listrik melewati uap tersebut maka akan terbentuk plasma yang akan menghasilkan radiasi kontinyu pada daerah inframerah jauh

DetektorDetektor Piroelektrik dibuat dari kristal tunggal barium titanat atau triglisin sulfat (insulator) dengan sifat spesial untuk suhu dan listrik yang disisipkan pada dua buah elektroda Absorpsi radiasi IR terjadi perubahan suhu perubahan dalam distribusi muatan pada kristal arus Waktu respon cukup cepat untuk digunakan pada FTIR (detektor umum)

Lampu pijar TungstenMerupakan sumber radiasi yang cukup baik untuk daerah inframerah dekat

CO2 LaserTunable CO2 lasers produce radiation in the 1100 to 900 cm1 (9 to 11 m) range. The approximately 100 discrete lines in this region are extremely strong and pure, and occur where many materials have absorption bands. The power is amenable to the very long path lengths that are needed in environmental monitoring

DetektorGolay Pneumatic menggunakan ekspansi gas xenon di dalam bejana tertutup untuk memuaikan dan mengubah bentuk suatu sekat fleksibel yaitu perak yang terdapat pada bagian luarnya

DetektorDetektor Fotokonduktif

Tersusun atas lapisan tipis material semikonduktor yang terendapkan pada permukaan kaca takkonduktif Dalam detektor ini foton yang diteruskan akan berinteraksi dengan semikonduktor dan akan menghasilkan elektron dan holes (efek fotolistrik internal). Foton akan menabrak elektron yang terdapat pada detektor sehingga elektron akan berada pada keadaan terkonduksi yang akan menurunkan tahanan pada semikonduktor PbS paling banyak digunakan untuk daerah inframerah dekat (1-3 m). Hg/Cd/Te (MCT) memberikan waktu respon yang lebih baik dibandingkan detektor piroelektrik pada daerah infratengah dan jauh, banyak digunakan sebagai detektor pada KG tetapi harus dilakukan pendinginan dengan nitrogen cair pada suhu 77 K untuk meminimalkan derau (noise) termal

14

20/11/2011

DetektorDetektor fotovoltaik

DetektorDetektor Termal Kapasitas kalor dari elemen penyerap haruslah kecil karena pada kondisi optimum (10-7-10-9 W), suhu dibatasi perubahannya dalam jumlah kecil Termokopel Duah buah logam yang tak sama melebur perbedaan potensial terjadi pada suhu yang berbeda Bolometer Dua pita tipis suatu logam yang tahanannya dapat berubah akibat berubahnya suhu

Detektor ini akan menghasilkan voltase kecil pada diffused p n junction saat dikenai radiasi Kristal tunggal InSb pada suhu nitrogen-cairan hanya baik sampai 5,5 m. Detektor timbal timah telurida dapat mencakup daerah dari 5 sampai 13-m saat didinginkan dengan nitrogen cair, jika didinginkan dengan helium cair akan mempunyai kinerja pada daerah 6,6 sampai 18 m. Tipe yang lebih sensitif yaitu detektor dengan komposisi merkuri, kadmium, dan telurium dan digunakan dengan mode amplifikasi arus (current-mode amplifier) dan memiliki kecepatan respon 20 ns.

InterferometerInterferometer (ditemukan oleh Michelson tahun 1887) dapat menjadi alternatif dalam pemilihan panjang gelombang. Disamping menyaring dan mendispersi radiasi elektromagnetik, interferometer akan melewatkan radiasi secara simultan untuk seluruh panjang gelombang dalam mencapai detektor

Interferometer

http://www.infrared-analysis.com/info1.htm

Interferometer

InterferometerRadiasi dari sumber difokuskan pada pembelah berkas (beam splitter) yang akan mentransmisikan setengah dari radiasi ke cermin tetap (fixed mirror), dan memantulkan sebagian yang lain ke cermin bergerak (movable mirror) Radiasi kemudian bergabung kembali pada pembelah berkas dengan interferensi konstruktif dan destruktif menentukan untuk setiap panjang gelombang intensitas sinar yang akan ke detektor. Saat cermin bergerak berubah posisinya, panjang gelombang dari sebuah sinar yang mengalami interferensi konstruktif dan destruktif yang maksimum juga akan berubah. Sinyal dalam detektor menunjukkan intensitas sebagai fungsi posisi cermin bergerak, diekspresikan dalam unit jarak atau waktu. Hasilnya disebut sebagai interferogram, atau spektrum dengan domain waktu. Spektrum dengan domain waktu ini kemudian dikonversi dengan persamaan matematika yang dikenal sebagai transformasi Fourier menjadi spektrum yang normal (spektrum domain frekuensi) dengan intensitas sebagai fungsi energi radiasi. Karena cermin gerak yang bergerak pada jalurnya tersebut akan menghasilkan pengukuran beberapa kali pada tiap , maka: - Spektra yang dihasilkan akan cepat (