KARAKTERISASI TEMPERATUR DAN ARUS MENGGUNAKAN
DATA AKUISISI LABJACK U6 PADA DFB LASER BERBASIS
LABVIEW
SKRIPSI
KHAIRUDDIN
110801017
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
KARAKTERISASI TEMPERATUR DAN ARUS MENGGUNAKAN
DATA AKUISISI LABJACK U6 PADA DFB LASER BERBASIS
LABVIEW
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai
gelar Sarjana Sains
KHAIRUDDIN
NIM : 110801017
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
PERNYATAAN
KARAKTERISASI TEMPERATUR DAN ARUS MENGGUNAKAN DATA
AKUISISI LABJACK U6 PADA DFB LASER BERBASIS LABVIEW
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri. Kecuali beberapa
kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, Agustus 2015
KHAIRUDDIN
PENGHARGAAN
Puji dan syukur kehadirat Allah Subhanahu wa Ta‟ala, yang Maha Pengasih lagi
Maha Penyayang yang berkat rahmat dan nikmat-Nya penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul Karakterisasi Temperatur Dan Arus Menggunakan Data Akuisisi Labjack U6 Pada DFB Laser Berbasis Labview yang dilaksanakan di PPF LIPI. Shalawat serta salam Allah limpahkan kepada
Rasulullah shallallahu „alaihi wa sallam serta kepada Kelurga dan para
Sahabatnya.
Penulisan skripsi ini dilakukan dalam rangka memenuhi salah satu syarat untuk mencapai gelar Sarjana Sains pada Fakultas Matematika & Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara. Saya menyadari bahwa tanpa bantuan berbagai pihak, sangatlah sulit bagi saya untuk menyelesaikan skripsi ini. Oleh karena itu pada kesempatan ini, saya mengucapkan terima kasih dan penghargaan sebesar-besarnya kepada:
1. Bapak Dr. Sutarman, M.Sc selaku dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara (FMIPA-USU)
2. Bapak Dr. Marhaposan Situmorang., selaku ketua Departemen dan bapak Drs. Syahrul Humaidi, M.Sc., selaku sekretaris Departemen Fisika S1 Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara (FMIPA-USU)
3. Bapak Dr. Marhaposan Situmorang., sebagai dosen pembimbing pertama yang telah berkontribusi dalam meluangkan waktu, memberikan masukan-masukan, pemikirannya dalam membahas hasil penelitian ini.
4. Bapak Wildan Panji Tresna S.Si, M.T., sebagai dosen pembimbing kedua yang turut meluangkan waktu, menuangkan pemikirannya dalam membahas hasil penelitian ini.
5. Kepada Peneliti Pusat Penelitian Fisika (PPF) LIPI yang sangat berkontribusi dalam menuntun dan mengajari penulis dalam penyusunan skripsi ini dimulai dari awal hingga akhir, saya ucapkan terimakasih kepada Bapak Nursidik Yulianto, S.Si , Bapak Iyon Titok Sugiarto M.T, Bapak Andi Setiono, S,Si dan seluruh peneliti dibidang optoelktronika dan instrumentasi.
kekurangan pada penulisan skripsi ini kepada Allah saya mohon ampun dan kepada pembaca saya mohon maaf, semoga tulisan ini mampu menjadi sumber ilmu pengetahuan yang bermanfaat bagi kemajuan pendidikan dan penelitian di Indonesia.
KARAKTERISASI TEMPERATUR DAN ARUS MENGGUNAKAN DATA AKUISISI LABJACK U6 PADA DFB LASER BERBASIS LABVIEW
ABSTRAK
Kestabilan laser dioda jenis DFB (Distributed Feedback) merupakan kunci yang harus diperhatikan ketika laser tersebut digunakan sebagai sumber cahaya dalam sebuah sensor maupun instrumen optik. Kestabilan laser DFB ini dapat dipengaruhi oleh dua faktor yaitu temperatur dan arus injeksi. Perangkat lunak LabView dengan data akuisisi LabJack U6 digunakan sebagai interface dalam mengamati parameter kontrol secara spesifik. Dari pengujian didapatkan bahwa kestabilan temperatur terhadap waktu sebesar 0,0001 ºC/s disebabkan temperatur dapat mengubah panjang gelombang laser DFB dan kestabilan arus injeksi terhadap waktu sebesar 0,0005 mA/s disebabkan arus dapat mengubah daya optis laser. Selain itu didapat pengaruh nilai peningkatan arus injeksi terhadap temperatur adalah 5,1633 ºC/A dan pengaruh nilai variasi temperatur terhadap arus injeksi adalah 0,005 mA/ºC. Sehingga penggunaan interface dalam mengamati parameter kontrol sangat membantu dalam mengamati kestabilan laser DFB.
CHARACTERIZATION OF TEMPERATURE AND CURRENTS USING DATA ACQUISITION LABJACK U6 DFB LASER BASED ON LABVIEW
ABSTRACT
Stability DFB laser diode types (Distributed Feedback) is the key that must be considered when a laser is used as light sources in a sensor and optical instruments. The DFB laser stability can be affected by two factors: the temperature and injection current. LabView software with data acquisition Labjack U6 is used as an interface to control specific parameters observed. The testing it was found that the stability of temperature versus time of 0,0001 ºC/s due to the temperature can change the wavelength of the DFB laser and injection current stability with respect to time of 0,0005 mA/s due to the current can change the optical power of the laser. In addition it obtained the influence of injection current value of the temperature increase is 5,1633 ºC/A and the influence of temperature variations on the current value of the injection 0,005 mA/ºC. So the use of the interface in observing the control parameter is helpful in observing stability DFB laser.
DAFTAR ISI
1.2. Perumusan Masalah 2
1.3. Pembatasan Masalah 2
1.4. Tujuan Penelitian 2
1.5. Manfaat Penelitian 3
1.6. Lokasi Penelitian 3
BAB 2 Tinjauan Pustaka 4
2.1. LASER 4
2.2. OEM Laser Diode And Temperature Controller 7
2.3. Sistem Akuisisi Data 11
2.3.1. Perkembangan Sistem Akuisisi Data 11
2.4. LabJack U6 Pro 13
2.5. Perangkat Lunak LabVIEW (Laboratory Virtual
Instrumentation Engineering Workbench) 14
2.5.1. LabVIEW Sofware 15
2.5.1.1 Front Panel 15
2.5.1.2 Block Diagram 16
2.5.1.3 Tipe Data 17
BAB 3 Metode Penelitian 19
3.1. Waktu dan Tempat Penelitian 19
3.2. Tahapan Penelitian 19
3.3. Diagram Blok Sistem 21
3.4. Pengujian Karakterisasi Temperatur terhadap Panjang Gelombang dan Arus terhadap Daya Pada DFB Laser
3.5. Pengujian Karakterisasi Temperatur Terhadap Arus dan Arus Terhadap Temperatur Pada DFB Laser Dengan
LabView 2011 22
3.6. Pengujian Karakterisasi Temperatur Terhadap Waktu dan Arus Terhadap Waktu dan Pada DFB Laser dengan
LabView 2011 24
3.7. Diagram Alir (Flowchart) Data Akuisisi LabJack ke
Perangkat Lunak LabView 25
BAB 4 Hasil dan Pembahasan 28
4.1. Pengujian Karaktresiasi Temperatur terhadap Panjang
Gelombang pada DFB Laser 29
4.2. Pengujian Karaktresiasi Arus Terhadap Daya pada DFB
Laser 30
4.3. Pengujian Karakterisasi Pengaruh Temperatur terhadap
Arus Pada DFB Laser dengan LabView 2011 31 4.4. Pengujian Karakterisasi pengaruh arus terhadap
temperatur DFB Laser dengan LabView 2011 34 4.5. Pengujian Karakterisasi Temperatur Terhadap Waktu
DFB Laser dengan LabView 2011 36
4.6. Pengujian Karakterisasi Arus Terhadap Waktu DFB
Laser dengan LabView 2011 36
BAB 5 Kesimpulan dan Saran 38
5.1. Kesimpulan 38
5.2. Saran 38
DAFTAR TABEL
Nomor Tabel
Judul Halaman
2.1 Konfigurasi kaki pin ST1 64pin I/O-jack 8
DAFTAR GAMBAR
Nomor
Gambar
Judul Halaman
2.1a Proses terjadi laser setelah lasing 4
2.1b Tigas jenis interaksi cahaya terhadap materi (a) absorbs (b) emisi spontan (c) emisi terstimulasi
5
2.2 DFB laser Anritsu modul AF5B145FM50M 6
2.3 OEM Laser Diode & Tempertaure Controllers 7
2.4 ST1 64pin I/O-jack 10
2.5 Komputer digital untuk kebutuhan data 12
2.6 LabJack U6 Pro 14
2.7 Tampilan halaman awal LabView 2011 15
2.8 Jendela Depan Front Panel 16
2.9 Jendela Depan Diagram Blok 17
3.1 Tahapan yang dilakukan dalam penelitian 20
3.2 Diagram blok cara kerja sistem 21
3.3 Karakterisasi Temperatur terhadap Panjang Gelombang
dan Arus terhadap Daya Pada DFB Laser 22
3.4 Diagram blok pengujian karakterisasi temperatur
terhadap arus pada DFB Laser 23
3.5 Diagram blok pengujian karakterisasi arus terhadap
temperatur pada DFB Laser 23
3.6 Karakterisasi Temperatur dan Arus terhadap Waktu 24
3.7 Skema DAQ LabJack U6 25
3.8 Diagram Alir (Flowchart) Karakterisasi Tvs I dan I vs T 26 3.9 Diagram Alir (Flowchart) Karakterisasi Tvs t dan I vs t 27
4.1 Front Panel LabView 28
4.2 Grafik hubungan temperatur terhadap panjang gelombang 29 4.3 Grafik hubungan temperatur terhadap panjang gelombang
(Nursidik, 2015)
30
4.4 Grafik hubungan arus terhadap daya 31
4.5 Grafik hubungan arus terhadap daya (Wildan, 2011) 31
4.6 Grafik hubungan Temperatur terhadap Daya 32
4.7 Grafik Pengaruh Temperatur terhadap Arus 33
4.8 Grafik Pengaruh Temperatur terhadap Arus (Nursidik, 2015)
4.9 Grafik Pengaruh Arus Terhadap Temperatur 34
4.10 Grafik hubungan Arus terhadap panjang gelombang 35 4.11 Grafik hubungan Arus terhadap panjang gelombang
(Nursidik, 2015)
35
4.12 Grafik hubungan temperatur terhadap waktu 36
DAFTAR SINGKATAN
A = Ampere
Cm = centimeter
DFB = Distributed Feedback GHz = Giga Hertz
IPTEK = Ilmu Pengetahuan dan Teknologi kHz = kilo Hertz
LASER = Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation LIPI = Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia
M = meter OA = Optical amplifier
OSA = Optical Spectrum Analyzer P2F = Pusat Penelitian Fisika
RFSA = Radio Frequency Spectrum Analyzer TEC = Thermo Electric Cooler
DAFTAR LAMPIRAN
Nomor Lampiran
Judul Halaman
1 Tabel Karaktresiasi Temperatur terhadap Panjang
Gelombang pada DFB Laser 41
2 Tabel Karaktresiasi Arus Terhadap Daya pada DFB
Laser 41
3 Tabel Karakterisasi Temperatur terhadap Arus Pada DFB
Laser dengan LabView 2011 42
4 Tabel Temperatur Terhadap Daya 45
5 Tabel Pengaruh Arus terhadap Temperatur DFB Laser
dengan LabView 2011 45
6 Tabel Arus terhadap Panjang Gelombang 57
7 Tabel Karakterisasi Arus Terhadap Waktu DFB Laser
dengan LabView 2011 57
8 Tabel Karakterisasi Temperatur Terhadap Waktu DFB
Laser dengan LabView 2011 68
