Penyerap jenuh (SA) merupakan perangkat optik yang digunakan untuk memodulasi faktor Q dari rongga laser dan untuk menginduksi hubungan fase antara mode longitudinal rongga resonansi laser untuk menghasilkan pulsa Q-switched dan mode-locked. SA banyak digunakan dalam pembangkitan laser pulsa pasif karena murah, kompak, fleksibel, mudah dibuat, dan mudah digunakan.
Sebagian besar SA terbuat dari unsur dan senyawa dari kelompok karbon dan boron. mereka merupakan nanomaterial seperti graphene, karbon nanotube (CNT), fosfor hitam (BP), dan dichalcogenides logam transisi (TMD). SA berbasis graphene menawarkan spectrum penyerapan yang tinggi tetapi memiliki kedalaman modulasi yang rendah dan ambang kerusakan. SA berbasis CNT dapat dengan mudah dibuat dengan biaya rendah, tetapi memiliki pita spectral pendek, yang sangat dipengaruhi oleh diameter nanotube. SA berbasis BP biasanya memiliki rentang spectrum broadband yang luas tetapi penyerapan nonlinier yang rendah, ambang optik yang rendah dan proses fabrikasi yang kompleks. SA berdasarkan bahan TMD seperti WS2, SnS2 dan MoS2 telah terbutki memiliki sifat penyerapan yang baik. Namun mereka dipengaruhi oleh ambang kerusakan optik yang rendah dan fabrikasi yang kompleks.
Lanthanum heksaborida (LaB6) adalah bahan termionik terkenal dengan kemampuan untuk memancarkan electron. Telah banyak dimanfaatkan untuk membangun katoda panas untuk banyak aplikasi, termasuk senjata electron di mikroskop electron. Bahan ini juga memiliki sifat optik yang sangat baik dan baru-baru ini dilaporkan digunakan sebagai bahan penyerap matahari.
Metode dan Hasil
Lanthanum heksaborida (LaB6) digunakan sebagai senyawa utama pada SA dan tertanam di dalam film tipis PVA. Setelah dicampurkan, permukaan film tipis kemudian dipindai dengan mikroskop electron pemindaian emisi medan (FESEM) dan kemudian di analasis menggunakan EDX. LaB6 juga diperiksa untuk karakteristik penyerapan nonlinier dengan menggunakan metode pengukuran detector kembar. Pulsa yang dikunci mode kemudian diperkuat oleh penguat serat yang didoping erbium (EDFA), kemudian dihubungkan ke attenuator optik untuk memodifikasi daya keluaran laser.
SA dibuat dengan menempatkan sepotong kecil LaB6 dan film PVA. SA kemudian dimasukkan ke dalam rongga serat laser yang didoping dengan erbium (EDFL). Rongga EDFL terdiri dari laser diode, multiplexer panjang gelombang (WDM), serat optik yang didoping erbium (EDF), isolator optik (ISO), dan coupler keluaran (OC). Laser keluaran dikeluarkan dari rongga untuk dianalisis dengan menggunakan coupler keluaran 10 dB yang menjaga 90% dari laser dalam sirkulasi.
Penggunaan senyawa LaB6 sebagai penyerap jenuh dalam rongga EDFL untuk menghasilkan pulsa melalui mekanisme Q-switching dan mode-locking. Penyerap jenuh diukur dan memiliki serapan jenuh sebesar 4,2%. Lebar pulsa laser Q-switched dapat bervariasi antara 4,32 hingga 2,46 s dengan tingkat pengulangan yang sesuai dari 62 hingga 89,6 kHz ketika daya pompa ditingkatkan dari 45,4 hingga 97,6 mW. Laser Q-switched beroperasi pada 1531 nm dan menghasilkan daya keluaran 4,31 mW, energy pulsa 48,1 nJ pada daya pompa maksimum 97,6 mW. Pulsa yang dimodelkan beropeasi pada tingkat pengulangan 1,88 MHz dengan panjang gelombang pusat 1559,1 nm dan bandwith 3-dB 1,1 nm. Serta daya output maksimum dan energy pulsa diperoleh pada 10,54 mW dan 5,6 nJ. Hasil ini menunjukkan bahwa layak untuk menghasilkan Q-switched dan mode-locked di rongga EDFL menggunakan LaB6.
Penulis : Prof. Dr. Retna Apsari, M.Si
Informasi detail dari riset ini dapat dilihat pada tulisan kami di:
Suziana Omar, Nur Farhanah Zulkipli, Norizan Ahmed, Zulzilawati Jusoh, Baktiar Musa, Retna Apsari, Sulaiman Wadi Harun
