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La se r (L ig h t A m pli fic a tio n b y S tim u la te d E m is sio n o f R a d ia tio n ), y a it u te rj a d in y a p ro se s p e n g u a ta n c a h a y a o le h e m isi r a d ia si y a n g o le h e m isi r a d ia si y a n g te rst im u la si .K
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• La se r y a n g b a h a n a k tif n y a m e m ilik i im p u rit a s io n -io n p a d a m a te ri a l h o st d ie le k tr ik n y a ( d a la m h a l in i b e rb e n tu k k ris ta l a ta u g e la s) . • Io n -io n y a n g t e rle ta k d i d a la m e le m e n t ra n si si , k h u su sn y a t a n a h ja ra n g ( ra re e a rt h , R E ) a ta u io n -io n lo g a m t ra n sis i se rin g d ig u n a k a n se b a g a i im p u rit a s a k tif . • M a te ria l y a n g u m u m d ig u n a k a n u n tu k k ris ta l in d u k ( h o st ) a d a la h g o lo n g a n o k sid a s e p e rt i A l 2 O 3 , a ta u f lo u rid a s e p e rt i Y Li F 4 (Y LF ). g o lo n g a n o k sid a s e p e rt i A l 2 O 3 , a ta u f lo u rid a s e p e rt i Y Li F 4 (Y LF ). • im p u rit a s b a h a n a k tif a d a la h b a h a n R E y a n g m e m ilik i st ru k tu r e le k tr o n ik 4 f N 5 s 2 5 p 6 5 d 0 6 s 2LA
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• S e b a g a i m a te ri a l h o st d ig u n a k a n k ris ta l Y 3 A l 5 O 1 2 (Y tt riu m A lu m in iu m G a rn e t, Y A G ), m a te ria l la in y a n g b a n y a k d ig u n a k a n s e b a g a i h o st a d a la h f lu o ri d a (Y Li F 4 ), v a n a d a te ( Y V O 4 ), p o sf a t d a n g e la s si li k a . • La se r N d :Y A G d a p a t b e ro p e ra si k o n ti n u d a n p u lsa , d ip o m p a o le h la m p u a ta u la se r se m ik o n d u k to r A lG a A s. K ri st a l N d :Y A G A lG a A s.La
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• A d a b e b e ra p a la se r d im a n a Y A G d ig u n a k a n s e b a g a i m a te ria l a k tif , la se r d id o p in g o le h io n -io n la in , se p e rt i io n Y b , E r, T m & H o . • La se r Y b :Y A G b e ro sila si p a d a p a n ja n g g e lo m b a n g 1 0 3 0 n m • D is a m p in g la se r Y A G a d a b e b e ra p a ca m p u ra n d o p in g , se p e rt i Y b d a n E r y a n g d id o p in g p a d a m a te ri a l h o st d a ri g e la s. K ri st a l Y b :Y A GLa
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• La se r tit a n iu m s a fir ( T i: A l 2 O 3 ) m e ru p a k a n je n is la se r za t p a d a t tu n a b le (p a n ja n g g e lo m b a n g y a n g d ip a n ca rk a n d a p a t d iu b a h ). • La se r in i d a p a t d io p e ra sik a n p a d a r e n ta n g p it a y a n g le b a r (Δ λ ≈ 4 0 0 n m ), s e h in g g a m e m b e rik a n l e b a r-p it a ( b a n d w id th ) y a n g p a li n g b e sa r. p a li n g b e sa r. • M a te ria l T i: S a fir d ib u a t d e n g a n m e n d o p in g k ris ta l A l 2 O 3 d e n g a n T i 2 O 3 (k o n se n tr a si 0 ,1 – 0 ,5 % b e ra t) , se h in g g a b e b e ra p a io n T i 3 + m e n g g a n tik a n k e d u d u k a n io n -io n A l 3 + . • D a p a t d ib u a t d a la m b e n tu k k o n ti n u (c w ) a ta u p u lsa . K ri st a l T i: S a fi r La se r T i: S a fi rLa
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• La se r C r: LiS A F ( C r 3 + : LiS rA lF 6 ) d a n la se r C r: LiC A F ( C r 3 + : LiC a A lF 6 ) m e ru p a k a n j e n is l a se r za t-p a d a t tu n a b le • K e d u a m a te ria l in i m e n a w a rk a n r e n ta n g t u n in g y a n g l e b a r • D ip o m p a /d ib a n g k it k a n d e n g a n l a m p u f la sh a ta u l a se r d io d a . • La se r C r: LiS A F d ig u n a k a n m e m ilik i p a n ja n g g e lo m b a n g s e k it a r 8 5 0 n m d a n le b a r g a ri s (l in e w id th ) g a in y a n g b e sa r se h in g g a m e m b u a t m a te ria l d ig u n a k a n s e b a g a i p e m b a n g k it p u lsa f e m to d e ti k . m a te ria l d ig u n a k a n s e b a g a i p e m b a n g k it p u lsa f e m to d e ti k . K ri st a l C r: Li sa FLA
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• La se r d y e m e n g g u n a k a n m e d iu m a k tif , te rd ir i d a ri la ru ta n d y e o rg a n ik d a la m p e la ru t ca ir , se p e rt i e ti l, m e ti l-a lk o h o l, g li se ro l d a n a ir . • D y e o rg a n ik m e ru p a k a n m o le k u l p o lia to m ik m e n g a n d u n g ra n ta i ik a ta n k o n ju g a si g a n d a y a n g p a n ja n g [ co n to h (-C H = )n )] . D y e O rg a n ik (-C H = )n )] . • O rg a n ik d y e s u m u m n y a m e m ilik i p it a a b so rp si d a n f lu o re se n si y a n g l e b a r ta n p a a d a n y a f it u r y a n g t a ja m ; • P it a f lu o re se n si u m u m n y a b e rg e se r k e p a n ja n g g e lo m b a n g y a n g l e b ih p a n ja n g d a rip a d a p it a a b so rp si (S to k e s-sh if t) , se h in g g a m e m u n g k in k a n o rg a n ik d y e s in i d ig u n a k a n u n tu k t u n a b le l a se r La se r D y eLA
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U m u m n y a , la se r d y e t e rm a su k k e d a la m sa la h s a tu g o lo n g a n b e ri k u t: 1 . D y e p o ly m e th in e , o si la si l a se r p a d a d a e ra h m e ra h d a n in fr a m e ra h (0 ,7 – 1 ,5 μ m ), s e b a g a i co n to h 3 ,3 ’ d ie th y l th ia tr ic a rb o cy a n in e io d id e b e ro si la si p a d a p a n ja n g g e lo m b a n g p u n ca k , λ p = 8 1 0 n m . = 8 1 0 n m . 2 . D y e x a n th e n e , b e ro p e ra si p a d a p a n ja n g g e lo m b a n g c a h a y a t a m p a k, se b a g a i co n to h d y e r h o d a m in e 6 G d e n g a n λ p = 5 9 0 n m . 3 . D y e c o u m a ri n e , d im a n a ia b e ro si la si p a d a d a e ra h h ij a u -b ir u (4 0 0 – 5 0 0 n m ), s e b a g a i co n to h c o u m a ri n e 2 b e ro si la si p a d a d a e ra h b ir u ( λ p = 4 5 0 n m ).C o n to h k a ra k te ris tik a b so rp si d a n e m is i d a ri rh o d a m in e 6 G d a la m la ru ta n e ta n o l.
P a ra m e te r O p ti k d a n S p e k tr o sk o p i d a ri M e d ia L a se r D y e La se r D y e m e m ilik i k e m a m p u a n t u n a b le p a n ja n g g e lo m b a n g d a n m e n ca k u p s p e k tr a l y a n g l e b a r
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• M e n g g u n a k a n m a te ria l se m ik o n d u k to r d ir e ct -g a p , si li k o n d a n g e rm a n iu m t id a k d a p a t d ig u n a k a n . • M a y o rit a s b a h a n m e ru p a k a n k o m b in a si a n ta ra g o lo n g a n I II A p a d a T a b e l p e rio d ik ( A l, G a , In ) d a n g o lo n g a n I V A ( N , P , A s, S B ), s e h in g g a m e m b e n tu k c o m p o u n d I II -I V , se p e rt i G a A s, I n G a A sP , A lG a A s. • La se r in i m e m ilik i p a n ja n g g e lo m b a n g se k it a r 6 3 0 n m – 1 6 0 0 n m . • La se r in i m e m ilik i p a n ja n g g e lo m b a n g se k it a r 6 3 0 n m – 1 6 0 0 n m . • La se r In D a N d a p a t m e m a n ca rk a n ca h a y a p a d a p a n ja n g g e lo m b a n g b ir u (~ 4 0 0 n m ). • K o m b in a si g o lo n g a n I I-V I (C d S e , Z n S ) m e m a n ca rk a n p a n ja n g g e lo m b a n g d a e ra h h ij a u -b ir u .P
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• B e b e ra p a e le k tr o n t e re k si ta si d a ri p it a v a le n si k e p it a k o n d u k si a k ib a t m e k a n is m e p u m p in g . S e te la h w a k tu t e rt e n tu ( ~ 1 p s) , e le k tr o n -e le k tr o n p a d a p it a k o n d u k si a k a n t u ru n k e t in g k a ta n e n e rg i p a li n g b a w a h d i p it a k o n d u k si , • B e b e ra p a e le k tr o n d i ti n g k a ta n e n e rg i p a li n g a ta s p a d a p it a v a le n si t u ru n k e t in g k a ta n e n e rg i y a n g le b ih r e n d a h , se h in g g a m e n in g g a lk a n l u b a n g p a d a le b ih r e n d a h , se h in g g a m e n in g g a lk a n l u b a n g p a d a p it a v a le n si ( b ) • E m is i ca h a y a t e rj a d i ji k a s u a tu e le k tr o n p a d a p it a k o n d u k si m e lu ru h k e p it a v a le n si & b e re k o m b in a si d e n g a n s u a tu l u b a n g ( h o le ). P a d a k o n d is i te rt e n tu , d a p a t te rj a d i e m is i te rs ti m u la si d a ri p ro se s re k o m b in a si s e h in g g a m e n g h a si lk a n l a si n g . • E n e rg i y a n g d ip a n ca rk a nD
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• P ro se s p u m p in g t e rj a d i p a d a s a m b u n g a n p -n , d im a n a b a ik ti p e -p m a u p u n ti p e -n m e n g g u n a k a n m a te ri a l se m iko n d u kto r y a n g s a m a y a it u G a A s . K o n se n tr a si d o n o r d a n a k se p to r y a n g b e sa r (≈ 1 0 1 8 a to m /c m 3 ) m e n g a k ib a tk a n t in g k a ta n F e rm i b e ra d a p a d a p it a v a le n si u n tu k t ip e -p , E Fp d a n p it a k o n d u k si u n tu k t ip e -n , E Fn (a ). • Ji k a ti d a k a d a te g a n g a n l is tr ik lu a r y a n g d ib e ri k a n p a d a s a m b u n g a n p -n , k e d u a t in g k a ta n F e rm i p a d a s a m b u n g a n p -n , k e d u a t in g k a ta n F e rm i b e ra d a p a d a s a tu ti n g ka ta n ( a ). • Ji k a d ib e ri k a n te g a n g a n m a ju s e b e sa r V , m a k a k e d u a t in g k a ta n F e rm i m e n ja d i te rp is a h s e ja u h Δ E = e V . • P a d a d a e ra h s a m b u n g a n , e le ktr o n -e le ktr o n d ii n je k si k a n k e d a la m p ita ko n d u ks i ( d a ri ti p e -n ) d a n l u b a n g k e d a la m p ita v a le n si ( d a ri ti p e -p ).• Las e r A lG aA s b e rd a y a r e n d a h ( 5 – 2 0 W a tt ) : C D p la y e r d a n p ri n te r; b e rd a y a t in g g i : p u m p in g l a se r za tp a d a t. • Las e r In G aA sP /I n P m e m il ik i p a n ja n g g e lo m b a n g 1 3 1 0 n m d a n 1 5 5 0 n m : k o m u n ik a si o p ti k . • Las e r In G aA s/ G aA s m e m il ik i p a n ja n g g e lo m b a n g e m is i se k it a r 9 0 0 – 1 1 0 0 n m : p u m p in g E r-d o p e d f ib e r a m p li fi e r d a n l a se r
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• La se r g a s u m u m n y a t e rb u a t d a ri g a s n e tr a l d im a n a a to m -a to m n y a d a p a t b e ru p a g a s a ta u b e n tu k u a p . • La se r g a s n e tr a l u m u m n y a t e rb u a t d a ri g a s m u li a , y a n g d a p a t b e ro sila si p a d a p a n ja n g g e lo m b a n g b e ro sila si p a d a p a n ja n g g e lo m b a n g 1 – 1 0 μ m . • La se r y a n g t e rb u a t d a ri u a p l o g a m se p e rt i P b , C u , A u , C a , S r d a n M n b e ro sila si p a d a d a e ra h h ij a u (5 1 0 n m ) d a n k u n in g (5 7 8 ,2 ) n m . G a s M u li aLa
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• La sin g d ip e ro le h d a ri tr a n sis i a to m n e o n , d im a n a h e li u m d it a m b a h k a n k e d a la m ca m p u ra n g a s u n tu k m e m fa silit a si p ro se s p u m p in g . • La se r in i d a p a t b e ro sila si p a d a b e b e ra p a p a n ja n g g e lo m b a n g ; y a n g p a lin g p o p u le r a d a la h λ = 6 3 3 n m ( m e ra h ). P a n ja n g g e lo m b a n g la in a d a la h h ij a u (5 4 3 n m ), i n fr a m e ra h ( 1 1 5 0 n m d a n 3 3 9 0 n m ). • La se r H e :N e y a n g b e ro sila si p a d a λ = 1 1 5 0 n m m e ru p a k a n la se r g a s k o n ti n u ( cw ) p e rt a m a y a n g d ib u a t . La se r H e :N e• T in g k a ta n -t in g k a ta n H e , 2 3 S d a n 2 1 S h a m p ir r e so n a n d e n g a n k e a d a a n 4 s d a n 5 s a to m N e , a to m -a to m H e m e m b e ri k a n p u m p in g y a n g s a n g a t e fi si e n p a d a a to m 4 s d a n 5 s a to m Ne m e la lu i tr a n sf e r e n e rg i re so n a n . • A k si la si n g te rj a d i p a d a p e lu ru h a n
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• A k si la si n g te rj a d i p a d a p e lu ru h a n d a ri k e a d a a n 5 s k e 4 p (3 3 9 0 n m ), 5 s k e 3 p (5 4 3 n m d a n 6 3 2 ,8 n m ) d a n tr a n si si d a ri 4 s k e 3 p (1 1 5 2 n m ). • la se r H e :N e : D a y a o u tp u t ti d a k m e n in g k a t se ca ra m o n o to n d e n g a n a ru s d is ch a rg e , te ta p i m e n ca p a i m a k si m u m d a n k e m u d ia n b e rk u ra n g .La
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La se r te rj a d i p a d a t ra n sis i d a ri 2 P 3 /2 → 2 D 5 /2 d e n g a n m e m a n ca rk a n p a n ja n g g e lo m b a n g h ij a u ( 5 1 0 n m ), d a n tr a n sis i d a ri 2 P 1 /2 → 2 D 3 /2 d e n g a n p a n ja n g g e lo m b a n g k u n in g ( 5 7 8 n m ).La
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• A to m -a to m t e rio n is a si d a p a t d ij a d ik a n s e b a g a i m e d iu m a k tif la se r. • S e ca ra u m u m d ib a g a i k e d a la m d u a k a ta g o ri : 1 ). L a se r io n g a s: g a s-g a s m u lia , se p e rt i A r + (5 1 5 ,5 n m d a n 4 8 8 n m ), d a n la se r K r + (6 4 7 ,1 n m ), 2 ). L a se r u a p i o n -m e ta l, y a n g m e n g g u n a k a n b e b e ra p a lo g a m ( S n , P b , Z n , C d d a n S e ), d im a n a j e n is la se r in i a d a la h H e :C d d a n H e :S e .La
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E k si ta si io n A r m e n g h a si lk a n io n -i o n d ik e a d a a n 4 p o le h t ig a p ro se s y a n g b e rb e d a : a . E k si ta si la n g su n g d a ri g ro u n d s ta te A r+ k e ti n g k a ta n 4 p b . E k si ta si k e t in g k a ta n y a n g l e b ih t in g g i d ii k u ti o le h p e lu ru h a n r a d ia ti f k e t in g k a ta n 4 p c. E k si ta si k e t in g k a ta n m e ta st a b le d ii k u ti o le h tu m b u k a n k e ti g a m e n g h a si lk a n e k si ta si k e k e a d a a n 4 p . k e a d a a n 4 p . La se r A rg o nLa
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• La sin g t e rj a d i k a re n a p e lu ru h a n d a ri 2 D 3 /2 → 2 P 1 /2 ( 3 2 5 n m , u lt ra v io le t) d a n t ra n sis i 2 D 5 /2 → 2 P 3 /2 (4 1 6 n m , b ir u ). • A p p : p rin te r la se r, h o lo g ra fi, c e ll cy to m e tr y , a n a lis is f lu o re se n si sp e sim e n b io lo g i. La se r H e :C dJe
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Mo ch a m a d R iz a I ska n d a r 1 4 0 3 1 0 0 9 0 0 2 7Le
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A d a t ig a p ro se s p e lu ru h a n y a n g m e lib a tk a n t in g k a ta n e n e rg i S 1 d a n T 1 , y a it u : 1 . W a k tu p a ru h ( li fe tim e ) d a ri e m is i sp o n ta n S 1 → S 0 , d e n g a n k o n st a n ta τ sp . 2 . La ju t ra n sis i in te rs y st e m c ro ss in g d a ri S 1 k e T 1 ( S 1 → S 0 ), d e n g a n k o n st a n ta k S T . k o n st a n ta k S T . 3 . Li fe tim e p a d a t in g k a ta n e n e rg i T 1 , d e n g a n k o n st a n ta τ T . k e se lu ru h a n li fe tim e a d a la h τ , m a k a :
• q u a n tu m y ie ld d a ri flu o re se n si (j u m la h f o to n y a n g d ip a n ca rk a n o le h flu o re se n si d ib a g i d e n g a n j u m la h m o le k u l y a n g t e re k sit a si k e S 1 ) m e n ja d i b e rh a rg a m e n d e k a ti sa tu y a n g d id e fin is ik a n s e b a g a i : • Li fe tim e p a d a k e a d a a n t rip le t τT b e rg a n tu n g p a d a la ru ta n d y e , k h u su sn y a p a d a j u m la h o k sig e n y a n g t e rla ru t, y a n g u m u m n y a se k it a r 1 0 -7 d e tik d a la m la ru ta n o k sig e n t e rs a tu ra si sa m p a i 1 0 -3 a ta u le b ih u n tu k la ru ta n d e o k sig e n a si .
