Peran Teknologi Laser dalam Berbagai Bidang
Kehidupan
Oleh :
1. Hanif Irham F. (14306141026)
2. Rofiki (14306141032)
3. Azzam Zukhrofani I. (14306141034) 4. Eka Maulana B. L. P (14306141035) 5. Khoerul Muna (14306141036)
Jurusan Pendidikan Fisika
KATA PENGANTAR
Segala puji bagi Allah SWT yang telah memberikan nikmat serta hidayah-Nya terutama nikmat kesempatan dan kesehatan sehingga penulis dapat menyelesaikan makalah mata kuliah Wawasan dan Kajian MIPA dengan tema “Peran teknologi laser dalam berbagai bidang kehidupan manusia”. Kemudian shalawat beserta salam kita sampaikan kepada Nabi besar kita Muhammad SAW yang telah menyampaikan pedoman hidup yakni al-qur’an dan sunnah untuk keselamatan umat di dunia.
Makalah ini merupakan salah satu tugas mata kuliah Wawasan dan Kajian MIPA Fakultas MIPA di Universitas Negeri Yogyakarta. Selanjutnya penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada Bapak Nur Kadarisman selaku dosen pembimbing mata kuliah Wawasan dan Kajian MIPA dan kepada segenap pihak yang telah memberikan bimbingan serta arahan selama penulisan makalah ini.
Akhirnya penulis menyadari bahwa banyak terdapat kekurangan-kekurangan dalam penulisan makalah ini, maka dari itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang konstruktif dari para pembaca demi kesempurnaan makalah ini.
Yogyakarta, 11 Mei 2015
BAB I membuatnya menjadi berkas yang kuat. Beberapa laser menghasilkan berkas yang sangat kuat sehingga dapat membakar lubang kecil di dalam selembar besi dalam waktu kurang dari satu detik. Sinar laser dapat mencapai jarak jauh melalui angkasa luar tanpa menyebar dan menjadi lemah. Karena itulah, sinar laser menjadi alat teknologi canggih ini. Masyarakat semakin butuh untuk menemukan sesuatu yang baru demi mempermudah kehidupannya. Sebagai contoh, salah satu penemuan yang semakin pesat perkembangannya adalah teknologi laser.
Aplikasi Laser di berbagai bidang : Semenjak penemuannya pada tahun 1960-an hingga sekarang, laser semakin banyak ditemukan manfaatnya dalam berbagai bidang, baik sains,maupun kehidupan sehari-hari. Presisi dan kekuatan yang dimiliki sinar laser menjadikannya salah satu inovasi yang berpengaruh besar dalam kehidupan manusia
Pemanfaatan sinar laser dalam kehidupan sehari-hari sudah sangat meluas, dari keperluan yang sangat sederhana sampai pada keperluan yang sangat rumit sekalipun. Laser akan terus menjadi bidang yang luar biasa dikembangkan. Seiring perkembangan teknologi laser, sudah banyak ditemukan jenis laser melalui keanekaragaman warna laser sesuai dengan panjang gelombang yang dihasilkan seperti yang begitu nyata kita lihat pada konser-konser band, tetapi itu hanyalah salah satu dari aplikasi laser.
Dalam bidang fotografi, laser mampu menghasilkan bayangan tiga dimensi dari suatu benda, disebut holografi. Dalam bidang elektronika, laser solid state berukuran kecil digunakan dalam sistem penyimpanan memori optik dalam komputer. Dalam bidang komunikasi, laser berfungsi untuk memperkuat cahaya sehingga dapat menyalurkan suara dan sinyal gambar melaui serat optik.
B. Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang yang telah dikemukakan di atas, maka rumusan masalah dari makalah ini adalah bagaimana peran laser dalam bidang biologi, kedokteran, industri, dan kimia serta dalam kehidupan sehari-hari lainnya.
C. Tujuan Penulisan
Adapun maksud dan tujuan penulis membuat makalah ini adalah :
1. Mengetahui peran laser dalam bidang biologi, kedokteran, industri, dan kimia serta dalam kehidupan sehari-hari lainnya.
2. Meningkatkan pengetahuan terhadap teknologi laser.
D. Metode Penulisan
Metode penulisan yang dipakai pada pembuatan makalah fisika laser ini adalah metode studi literature, yaitu penulis membaca buku-buku literature dan informasi dari internet yang berhubungan dengan permasalahan makalah ini.
A. Rincian manfaat laaser dalam berbagai bidang
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 yang 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, industri, kimia, biologi, dan kehidupan sehari-hari lainnya yaitu :
1) Bidang kedokteran a) Terapi kecantikan
Sinar laser yang ditembakkan pada kulit atau area yang bermasalah akan diserap oleh sel kulit tertentu dan kemudian diubah menjadi panas pada area tersebut. Fungsinya adalah untuk menstimulasi pembentukan sel kolagen baru yang menjaga kekenyalan kulit. Panjang gelombang dari sinar laser adalah yang terpenting pada perawatan ini.
b) Terapi atasi nyeri
Terapi laser menciptakan reaksi biokimia dalam jaringan tubuh untuk perbaikan sel, meningkatkan sirkulasi darah, dan mengurangi reaksi peradangan dan pembengkakan. Energi sinar laser akan menstimulasi sel yang rusak untuk menghasilkan suatu zat yang disebut adenosine triphospate (ATP), yang akan dipergunakan sel tersebut untuk mempertahankan fungsi normal dan meningkatkan perbaikan sel. Waktu yang dibutuhkan untuk terapi laser bergantung dari luas area tubuh yang diterapi. Namun pada umumnya berlangsung sekitar 10 sampai dengan 20 menit. Selama proses terapi laser, pasien akan merasakan sensasi rasa hangat pada daerah yang diterapi. Setelah terapi selesai, keluhan nyeri akan berkurang atau menghilang.
c) Penyembuhan luka
Laser merupakan suatu gelombang elektromagnetik yang dapat berinteraksi dengan biological tissue dengan efek samping bergantung dari daya dan exposure yang diterima oleh biological tissue tersebut. Hal inilah yang dijadikan sebuah dasar penggunaan laser untuk berbagai macam aplikasi penyembuhan luka.
d) Proses Khitan
Dengan memanfaatkan laser CO2 dengan kekuatan 30-100 W, proses ini dianggap mampu melakukan operasi lebih cepat, perdarahan minim atau bahkan tidak ada, ditambah proses penyembuhan cepat, rasa sakit setelah operasi serta hasil yang estetik lebih baik. Para ahli medis biasa melakukan Khitan laser dengan waktu hanya 10-15 menit. Selain itu, laser CO2 dengan 30-100 W memang sering dimanfaatkan untuk proses pembedahan tubuh dalam bidang kedokteran.
2) Bidang Industri
Sinar laser digunakan untuk proses pengelasan dalam hal ini menggunakan las laser. Penggunaan sinar laser dikarenakan laser bersifat mengumpulkan energi dalam satu titik. Umumnya digunakan untuk mengelas komponen yang mengandung peralatan-peralatan sensitif terhadap panas. Seperti kotak pacu jantung yang didalamnya terdapat komponen-komponen elektronika. Keuntungannya, panas hanya terkumpul pada tempat yang kecil. Untuk pekerjaan seperti itu dipakai laser bahan padat seperti ‘’neodymuim-YAG-laser’’. Bahan yang lebih tebal tidak dapat disambung dengan laser seperti itu. Namun disebut-sebut laser CO2 memiliki energi yang lebih banyak untuk setiap milimeter perseginya. Laser ini dapat melelehkan logam sampai sedalam 15 milimeter.
b) Pemotong lempengan baja
Dalam pemotongan digunakan Laser cutting untuk industri dirancang untuk mengkonsentrasikan jumlah energi yang tinggi ke tempat yang kecil. Biasanya sinar laser cutting berdiameter sekitar 0,003-0,006 inci ketika menggunakan laser dengan panjang gelombang pendek. Energi panas yang dihasilkan oleh laser mencair, atau menguapkan bahan di daerah pengerjaan dan gas (atau campuran) seperti oksigen, CO2, nitrogen, atau helium digunakan untuk membuang bahan yang menguap yang keluar dari goresan. Energi cahaya yang diterapkan langsung tempat yang membutuhkan, meminimalkan panas zona di sekitar area yang dipotong.
Laser cutting bekerja dengan mengarahkan output dari laser dengan daya tinggi, oleh komputer, pada bahan yang akan dipotong. Bahan akan mencair, terbakar, menguap, atau tertiup oleh jet gas, meninggalkan tepi dengan hemat biaya, Dalam presisi laser cutting , materi tidak bersentuhan dengan alat pemotong, Presisi pemotongan laser digunakan untuk berbagai jenis bahan dan ketebalan
c) Pengeboran
Dalam pengeboran digunakan laser drilling, Sistem pengeboran laser menyediakan lubang yang akurat dengan tingkat presisiyang maksimum dan juga waktu pengerjaan yang sangat cepat. Jika semisal tidak mempertimbangkan kualitas, kemudian melakukan pengeboran sesuai laser yang berdasarkan kebutuhan industri, maka itulah yang menjadi solusi industri manufaktur dalam jangka panjang.
3) Bidang Kimia
Sebuah sistem laser yang masih dalam tahap percobaan mampu membedakan bahan kimia dan mengidentifikasikan bahan peledak serta senyawa berbahaya lainnya dari jarak yang aman.
Dari jarak 400 meter, sistem laser ini dapat membedakan bubuk putih yang berbeda yang secara optik dan secara kimiawi mempunyai kemiripan. Hasil ini diteliti oleh Tim peneliti yang dipimpin oleh Brett Hokr dari A & M University in College Station, Texas, menerbitkan temuan mereka dalam Proceedings of the National Academy of Sciences.
Tim yang dipimpin Hokr ini memanfaatkan efek yang dikenal sebagai hamburan atau pancaran raman, dimana cahaya tersebar dari atom atau molekul suatu zat, dengan panjang gelombang yang mengalami perubahan kecil, tergantung pada komposisi kimia materialnya. (http://dw.de/p/1BxsX)
b. Laser untuk mendinginkan dan mengontrol molekul
Tim fisikawan Yale telah menggunakan laser secara menyeluruh untuk tujuan berbeda, menggunakannya untuk mendinginkan molekul ke suhu nol mutlak, sekitar -460 derajat Fahrenheit. Merupakan langkah yang signifikan menuju tujuan akhir dari penggunaan individu molekul sebagai bits informasi pada komputasi kuantum.
Saat ini, Ilmuwan menggunakan atom individual maupun “atom buatan” sebagai qubit (singakatan dari quantum bits), dalam upaya untuk mengembangkan prosesor kuantum. Tapi, atom secara individu tidak berkomunikasi kuat satu sama lain seperti yang dibutuhkan untuk qubits. Di sisi lain, atom buatan yang sebenarnya adalah perangkat sirkuit terdiri dari miliaran atom yang dirancang untuk berperilaku seperti atom tunggal berkomunikasi secara kuat dengan satu sama lainnya, tetapi begitu banyak kecenderungan interfensi dari dunia luar. Molekul, bagaimanapun juga adalah jalan tengah yang ideal.
Untuk menggunakan molekul sebagai kubit / qubit (quantum bit), fisikawan pertama-tama harus dapat mengendalikan dan memanipulasi nya (sangat sulit dilakukan), sebagai molekul secara umum tidak dapat diambil atau dipindahkan tanpa menganggu sifat kuantum mereka. Selain itu, bahkan pada suhu kamar, molekul memiliki banyak energi kinetik, yang menyebabkan mereka bergerak, berotasi, dan bergetar.
Untuk mengatasi masalah tersebut, tim Yale mendorong molekul menggunakan sentakan halus yang dihantarkan oleh aliran foton, atau partikel cahaya, yang dipancarkan oleh sebuah laser. Dengan menggunakan sinar laser untuk menabrak molekul dari arah berlawanan, mereka mampu mengurangi kecepatan acak dari molekul. Teknik ini dikenal sebagai “laser cooling” karena suhu merupakan ukuran langsung dari kecepatan pada gerak dari kelompok molekul. Mengurangi gerak molekul hampir ke tanpa gerak itu setara dengan mengendalikan suhu mereka ke suhu nol mutlak.
4) Bidang Biologi
a) Pendekteksian konsentrasi etilen dalam tanah
Selama ini pengukuran gas etilen yang dihasilkan oleh sample (cuplikan) biologis dilakukan dengan menggunakan kromatografi gas GC yang dilengkapi dengan didektor ionisasi nyala FID. Cara pengukuran dengan metode GC tersebut mempunyai beberapa kelemahan yang dimiliki oleh pengukuran dengan metode GC tersebut, terpecahkan dengan metode baru yaitu metode spektroskopi fotoaustik (FA) laser.
b) sel pemancar kanker
Peneliti biologi dari Harvard University menciptakan sel yang mampu memancarkan sinar laser (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation).
Untuk menghasilkan laser, dibutuhkan dua hal. Pertama, bahan yang berfungsi memendarkan cahaya. Kedua, cermin yang bertugas mengkonsentrasikan cahaya dan mengarahkan lintasannya.
c) Mikroskop pemindai berteknologi laser konfokal
Lab Unbraw adakan peralatan Confocal Laser Scanning Microscope (mikroskop pemindai berteknologi laser konfokal),Deep Freezer (-85°C), Mini Centrifuge, dan Nano Drop Spectrophotometer yang dapat mengukur kuantitas dan kualitas DNA/RNA/protein/biakan sel dalam ukuran 1 larutan. Secara khusus, Dr Fatchiyah, staf Jurusan Biologi FMIPA yang juga peneliti biologi molekuler dan seluler pada Lab Sentral, menjelaskan, Confocal Laser Scanning Microscope digunakan dalam penelitian tingkat lanjut di bidang biologi molekuler dan seluler. Alat seharga Rp 1,7 milyar ini buatan Olympus, Jepang. Di Indonesia, peralatan ini hanya ada di 2 tempat, yaitu di Universitas Indonesia dan Universitas Brawijaya.
Dengan teknologi laser, pemindaian menjadi lebih akurat dan bisa dilakukan pada obyek dalam keadaan utuh, tanpa melalui teknik preparasi. Pemindaian dengan teknik preparasi selama ini, dirasa kurang optimal. Kelebihan lain, alat ini bisa dioperasikan untuk sel atau organisme hidup dan berfluoresensi, dengan keluaran berupa foto, grafik, dan data secara realtime dan per sel. pertanian, peternakan, perikanan, dan teknologi pertanian. Peralatan ini dapat dimanfaatkan oleh semua peneliti, baik dari dalam maupun luar Universitas Brawijaya.
5) Dalam bidang astronomi
Gambar 1. Mengukur jarak Bumi ke Bulan, laser ditembakkan dari Bumi ke Bulan
(sumber: http://www.nasa.gov/mission_pages/LRO/news/LRO_lr.html)
BAB III PENUTUP
A. Kesimpulan
Peran teknologi laser dapat digunakan dalam berbagai bidang kehidupan manusia seperti :
Bidang Kedokteran : Terapi kecantikan, terapi atasi nyeri, penyembuhan luka, dan proses khitan.
Bidang Industri :Pengelasan, pemotongan lempengan baja, pengeboran,
Bidang Kimia :Membedakan bahan-bahan kimia, pendingin dan pengontrol molekul.
Bidang Biologi : Pendeteksi konsentrasi etilen dalam tanah, Mikroskop pemindai berteknologi laser konfokal, sel pemancar kanker. Bidang Astronomi : Mengukur jarak bumi ke bulan.
B. Saran
Dari penulis pribadi minta maaf kepada seluruh pembaca khususnya kepada Bapak Nur Kadarisman selaku Dosen Wawasan dan Kajian MIPA apabila ada kesalahan dalam penulisan makalah ini. Karena kami selaku manusia pasti tidak luput dari kesalahan, baik yang disengaja maupun yang tidak.
Daftar pustaka
http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/44218/5/Chapter%20I.pdf https://rahmisusmiati.wordpress.com/2013/04/04/pengertian-fotokimia/ http://id.wikipedia.org/wiki/Inframerah
http://www.nasa.gov/mission_pages/LRO/news/LRO_lr.html)
http://science.nasa.gov/science-news/science-at-nasa/2004/21jul_llr/) http://www.plimbi.com/article/138312/sinar-laser
http://dw.de/p/1BxsX\
