Detektor Optik (Photodetector)

Detektor optik sebagai salah satu komponen sistem optoelektronika digunakan untuk menagkap sinyal intensitas yang dikirim sumber cahaya lewat media transmisi. Detektor berfungsi mentranformasi besaran intensitas cahaya menjadi besaran yang lain, seperti besaran listrik. Bedasarkan pada penyebab perubahan besaran intensitas cahaya menjadi besaran listrik, maka detector dibagi menjadi dua, yaitu :

a.       Piranti Termal (detektor termal)

b.      Piranti Photon (detektor photon)

Pada piranti termal, absorsi cahaya oleh bagian dari piranti yang sensitive terhadap cahaya (photosensitif) meningkatkan temperatur (konduktivitas listrik). keluaran detector termal sebanding dengan jumlah energi yang diserap per-satuan waktu oleh detector. Proses absorpsi pada detektor photon, menyebabkan secara langsung pada paramenter kuantum (emisi photo-listrik elektron dari permukaan). Keluaran detektor ditunjukkan oleh laju absorpsi quonta cahaya dan bukan pada energinya. Beberapa perbedaan sifat detektor termal dan detektor photon ditunjukkan pada tabel dibawah ini :

Proyektor

Fungsi dan Komponen Proyektor

Proyektor adalah alat yang digunakan untuk menghasilkan suatu bayangan yang lebih besar dari objek aslinya pada layar. Objek tersebut berupa gambar dan tulisan. Bagian-bagian dari proyektor yakni cermin cekung, lensa cembung, lensa plankonveks, dan lensa proyektor lampu.

Penjelasan mengenai bagian – bagian proyektor sebagai berikut:

a.       Lampu proyektor merupakan bagian utama. Lampu itu sangat kuat memancarkan cahaya.

b.      Film adalah rekaman bayangan yang akan diproyeksikan

c.       Cermin cekung, ditempatkan disebelah lampu berfungsi untuk mengumpulkan cahaya agar daya pancar sinar proyektor lebih kuat terkumpul pada slide.

d.      Lensa kondensor, ditempatkan antara lampu dan film berfungsi untuk mengarahkan cahaya dari sumber agar memasuki lensa proyeksi.

e.       Lensa proyeksi, ditempatkan paling luar dan menuju layar proyeksi. Lensa proyeksi merupakan lensa cembung yang berfungsi sebagai pembalik untuk memperoleh bayangan pada layar dari slide yang dipasang terbalik.

f.       Slide adalah benda yang diproyeksikan

Kamera

Fungsi Kamera

Kamera adalah salah satu alat yang digunakan manusia untuk merekam suatu kejadian atau peristiwa dalam kehidupan sehari-hari. Terdapat berbagai jenis kamera yang memiliki kelebihan masing-masing. Kamera videodipakai dalam pengambilan gambar untuk siaran televisi atau pembuatan film. Kamera elektronik (autofokus) lebih mudah dipakai karena tanpa pengaturan lensa. Dewasa ini sudah ada kamera digital yang data gambarnya tidak perlu melalui proses pencetakan melainkan dapat dilihat atau diolah melalui komputer.

Pada awalnya kamera dirancang oleh Mande Daguerre yaitu seorang seniman dari prancis. Dia merancang  “diograma” yang merupakan barisan lukisan yang dipertunjukan dengan bantuan efek cahaya, yang sekarang disebut kamera. Tingkat pertama perancangan kamera yang dilakukannya tidak berhasil. Kemudian ia bertemu dengan Joseph Nicephore dan menjelang tahun 1873 dia berhasil mengembangkan sistem praktis fotografi yang disebutnya “daguerreotype”  yang sudah dipakai pada saat itu.  Sistem kamera daguerre tersebut kemudian dikembangkan oleh penyempurna selanjutnya sehingga kamera yang digunakan di jaman sekarang sudah begitu canggih dan modern.

Komponen Kamera

Bagian-bagian penting dari kamera dapat dilihat pada gambar berikut ini.

Keterangan :

a.       Lensa cembung (elements of lens) yaitu bagian kamera yang berfungsi untuk membentuk bayangan dari benda yang difoto.

b.      Diafragma yang dikontrol celah (Aperture-controldiaphragm) yaitu bagian kamera yang berfungsi untuk membuat sebuah celah atau lubang yang dapat diatur luasnya.

c.       Penutup (shutter) yaitu bagian kamera yang berfungsi sebagai jalan cahaya yang menuju ke pelat film.

d.      Bayangan nyata (real image) merupakan bayangan yang dihasilkan yang bersifat nyata dan terbalik menumbuk film.

e.       Film yang dibukakan (CCD array) yaitu bagian kamera yang berfungsi sebagai perekam bayangan.

Pengertian Alat Optik/instrumen optik

Alat optik adalah alat penglihatan manusia, baik alamiah maupun buatan manusia. Alat optik alamiah adalah mata dan alat optik buatan adalah alat bantu penglihatan manusia untuk mengamati benda-benda yang tidak dapat dilihat dengan jelas oleh mata. Yang termasuk alat optik buatan diantaranya: kacamata, kamera, lup atau pembesar, mikroskop, teropong, dan periskop.

Berikut ini adalah instrumen optik:

   Mata

Fungsi Mata

Mata  adalah  alat  optik  manusia  dan  hewan  lainnya. Mata manusia terpasang  pada  tulang  rongga  mata  dengan  tiga  pasang  otot-otot  mata yang berfungsi  untuk  menggerakkan  bola  mata  ke  kiri,  kanan,  atas  dan ke bawah. Mata manusia berfungsi sebagai alat atau indra penglihatan dan dapat dipandang sebagai alat optik yang sangat penting bagi manusia.Bentuk mata kita hampir bulat seperti bola, dan diameternya kira-kira 1 inci. Lengkungan bagian depannya agak lebih tajam dan diliputi oleh membran yang kuat dan tembus cahaya.

Manusia diciptakan dengan kesempurnaanya, yaitu memiliki akal dan indera sebagai alat manusia untuk menjalani kehidupan. Setiap manusia memiliki alat optik tercanggih yang pernah ada, yaitu mata. Mata merupakan bagian dari pancaindra yang berfungsi untuk melihat.Allah SWT menciptakan mata untuk membantu kita menikmati keindahan alam, melihat teman-teman, mengamati benda-benda di sekeliling, dan masih banyak lagi yang dapat kita nikmati melalui mata. Tidak dapat kita bayangkan bila manusia tidak mempunyai mata atau mata kita buta, tentu dunia ini terlihat gelap gulita.

Pengertian Photodetektor Cahaya

Photodetektor Cahaya atau biasa disebut juga dengan “sensor cahaya”  adalah adalah sensor yang membuat kita dapat melakukan pendeteksian cahaya, terus melakukan perubahan terhadapnya jadi sinyal listrik dan dipakai dalam sebuah rangkaian yg memakai cahaya sbg pemicunya. Atau lebih singkatnya, photodetektor adalah alat yang menerima cahaya kemudian merubah variasi-variasi daya optik menjadi variasi arus listrik.

Sensor photo dioda merupakan dioda yang peka terhadap cahaya, sensor photodioda akan mengalami perubahan resistansi pada saat menerima intensitas cahaya dan akan mengalirkan arus listrik secara forward sebagaimana dioda pada umumnya. Sensor photodioda adalah salah satu jenis sensor peka cahaya (photodetector). Photodioda terbuat dari bahan semikonduktor, dimana yang biasa dipakai adalah Silicon (Si), Gallium Arsenide (GaAs), Timah Sulfide (PBS) dll. Bahan-bahanini menyerap cahaya melalui karakteristik jangkauan panjang gelombang, misalnya 250 nm ke 1100 untuk nm silicon, dan 800 nm ke 2,0 μm untuk GaAs.

Dioda foto adalah jenis dioda  yang berfungsi mendeteksi cahaya. Berbeda dengan diode biasa, komponen elektronika ini akan mengubah cahaya menjadi arus listrik.Cahaya yang dapat dideteksi oleh diode foto ini mulai dari cahaya inframerah, cahaya tampak , ultra ungu sampai dengan sinar-X. Aplikasi diode foto mulai dari penghitung kendaraan di jalan umum secara otomatis, pengukur cahaya pada kamera serta beberapa peralatan di bidang medis.

Penggunaan Praktis holografi

Holografi mempunyai penggunaan yang luas, terutama dalam ilmu pengetahuan dan teknologi. Para ahli dalam bidang pengolahan data mencurahkan banyak perhatiannya pada holografi. Hubungan antara ilmu komputer dan holografi sekarang sudah diketahui dengan pasti dan berkembang yang dikenal karena kesederhanaannya yang dijumpai dalam suatu percobaan oleh Brian Thomson. Pada penelitiannya ini mengharpakan masalah pengukuran distribusi ukuran dan sifat – sifat lain darin partikel yang mengmbang bagaikan awan dalam volume. Metode rekonstruksi permukaan gelombang menawarkan penyelesaian ideal terhadap masalah ini. Hologram dibuat dengan menyinari volume dengan laser pulsa yang membekukan gerakan partikel dan rekonstruksi yang dihasilkan bayangan dari seluruh volume adalah dari ukuran partikel. Barangkali holografi belum akan menggantikan metode fotografi dalam kehidupan sehari- hari, pengaruh maksimumnya adalah terutama dalam ilmu pengetahuan dan teknologi. Telah dibuktikan bahwa penelitian kinema holografi merupakan usulan yang layak dan televisi holografi juga barangkali akan menjadi kenyataan dalam waktu lama lagi.

Salah satu aplikasi yang paling terlihat dari holografi adalah di bidang periklanan. Hologram dapat ditemukan di sampul majalah, buku, dan rekaman musik. Pada 1970-an, mobil sering menggunakan hologram silinder untuk menunjukkan model mobil baru. Sebuah mobil calon pembeli bisa berjalan di sekitar tabung dan melihat kendaraan dari semua sudut, meskipun silinder benar-benar kosong. Bidang medis juga cepat untuk menemukan gunakan untuk hologram. Sebuah gambar holografik dapat diambil untuk penelitian, memungkinkan banyak dokter untuk memeriksa subjek dalam tiga dimensi. Juga, hologram dapat “melompat” media, yaitu, hologram yang dibuat menggunakan sinar X dapat dilihat di kemudian cahaya putih yang terlihat lebih besar dan kedalaman. Holografi juga telah berperan dalam pengembangan akustik (suara) pencitraan dan sering digunakan di tempat spektroskopi X-ray, terutama selama kehamilan. Sebuah aplikasi kritis holografi dalam penyimpanan data komputer. Disk magnetik, perangkat penyimpanan yang paling umum untuk rumah dan kecil-frame komputer, adalah dua dimensi, sehingga kapasitas penyimpanan terbatas. Karena sifat tiga-dimensi, hologram dapat menyimpan lebih banyak informasi. Kenangan optik menyimpan sejumlah besar data biner (dengan serangkaian nol dan orang-orang yang mewakili bit informasi) tentang pengelompokan hologram kecil. Bila dilihat oleh komputer menggunakan cahaya koheren, pengelompokan ini mengungkapkan gambar 3-D penuh dengan informasi. Perusahaan kredit sekarang menggunakan gambar hologram pada kartu kredit mereka. Karena hologram yang mahal dan sulit untuk memproduksi, praktek melarang pemalsuan.

Karakteristik Istimewa dari Holografi

Holografi mempunyai beberapa sifat yang menarik yang lebih dipilih daripada fotografi:

(i)                 Gambaran semu yang dihailkan oleh hologram muncul sesuatu sangat persis dengan objek pada saat dilakukan proses perekaman hologram.

(ii)               Kerusakan bagian dari gambaran fotografi mengakibatkan kehilangan informasi yang bersangkutan dengan bagian dari objek yang tidak dapat di perbaiki lagi.Dalam hal ini hollogram memebri informasi tentang objek titik direkam di seluruh luas dari hologram.

(iii)             Karakteristik lain yang membuktikan kelebihan hologram dibandingkan dengan fotografi adalah kapasitas informasinya. Superposisi dari beberapa bayangan pada lempengan fotografi tidak bertitik. Sebaliknya suatu hologram dapat direkam terpisah satu sama lain.

Sifat ajaib yang lain dari proses rekonstruksi permukaan gelombang adalah hologram tidak menghasilkan negatif. Orangt dapat menganggap hologram itu sendiri sebagai negatif. Tetapi bayangan yang dihasilkannya merupakan positif, tatapi bayangan yang rekonstruksi dari hologram baru ini akan serupa semuanya dengan yang dihasilkan aslinya. Hal ini disebabkan informasi direkam pada lempengan dalam bentuk pembawa spasial termodulasi.

Prinsip Holografi

Prinsip dasar holografi dapat dijelaskan dua tahap: (i) perekaman hologram dan (ii) rekonstruksi gambar.

a . Perekaman Hologram

Holografi pada prinsipnya merupakan suatu teknik yang didasarkan pada intrrferensi, sehingga gelombang cahaya dengan tingkat koherensi yang tinggi diperlihatkan untuk pelaksanaannya Suatu cahaya laser dibagi oleh pembagib cahaya S menjadi dua berkas A dan B. Berkas yang diteruskan menyinari objeki yang hologramnya akan direkam dan bagian berkas cahaya yang di baurkan oleh objek jatuh pada lempengan foto P. Berkas cahaya yang dipantulkan S yaitu berkas A, direkam dalam lempengan. Pelat foto yang dicuci dikenal dengan nama hologram. Hologram kurang berarti tidak memberikan petunjuk akan adanya bayangan di dalamnya. Namun hologram mengandung banyak informasi untuk rekonstruksi sempurna dari objek.

b. Rekonstruksi Gambar

Jika sekrang objek dianbil dan hologram ditempelkan di bidang di mana I terbentuk, berkas laser yang sekarang dikenal sebagai gelombang penbaca yang berinteraksi dengan pola interferensi pada lempengan hologram dan dua gambaran yang dihasilkan oleh gelombang – gelombang biasan.

Hologram mempunyai isi yang berbentuk informasi pola interferensi dari semua karakteristik geometri dari objek. Bayangan semu dapat dilihat, dengan cara memndang hologram seakan – akan suatu jendela, muncul dalam bentuk lengkap tiga-dimensional. Jika orang menggerakkan mata dari kedudukan pandangan, perspektif dari gambar berubah dan dapat melihat sisi lain objek. Bayangan nyata mempunyai semua sifa-sifat yang telah disebutkan di atas dan dijumpai antara pengamat dan lempengan, namun karena bayangan nyata memebalikkan latar-depan dan latar – belakang lebih menarik bagi pengamat adalah pandangan bayangan semuanya. Untuk dapat mengerti berbagai karakteristik dari hologram, kita perlu membahas teori yang mendasari holografi. Gambar hologram dari objek titik

Sinar Laser dari Silikon

Sesudah lama mencari suatu semi-konduktor yang murah untuk memancarkan sinar laser terus-menerus, para ahli dari Amerika Serikat memilih silikon. Laser silikon bisa mengarah pada sistem berdasarkan cahaya yang tersedia yang menghasilkan bukan elektron melainkan foton untuk mengirimkan secara bolak-balik jumlah data yang sangat besar secara cepat, yaitu, pada tingkat multigigabit per detik. Dua kelompok riset – masing-masing dari Universitas Kalifornia di Los Angeles dan Perusahaan Intel – baru-baru ini melaporkan keberhasilannya dalam membuat silikon memancarkan cahaya laser non-stop.

Sebelum penemuan ini, kita sudah memakai laser dioda. Ini jenis laser yang dipakai, misalnya, dalam alat pemutar DVD (DVD player) dan peralatan telekomunikasi.

Cube Laser Virtual Keyboard

Kecanggihan teknologi saat ini hampir menguasai seluruh aspek bidang kehidupan manusia. Hampir seluruh kebutuhan manusia dapat terpenuhi dengan bantuan dan peran dari sebuah kecanggihan teknologi. Satu lagi alat  teknologi diciptakan dan telah dikembangkan untuk mempermudah manusia dalam menyelesaikan pekerjaannya, yaitu Cube Laser Virtual Keyboard. Hadirnya Cube Laser Virtual Keyboard mampu menciptakan dinamisme baru dalam melakukan aktivitas komputerisasi juga mengefisiensikan meja menjadi lebih bersih. 

Untuk saat ini Cube Laser Virtual Keyboard adalah keyboard yang paling canggih yang menggunakan teknologi laser. Alat ini akan memproyeksikan keyboard virtual di meja atau bahan apa pun yang sesuai, kemudian menterjemahkan gerakan ke PDA atau komputer atau alat apa pun yang tersambung. Pada dasarnya Cube Laser Virtual Keyboard persis seperti keyboard biasa, bahkan dilengkapi dengan bunyi layaknya seperti keyboard biasa. Cube Laser Virtual Keyboard dilego dengan harga 150 USD (1,36 juta-an). Harga tersebut relatif masuk akal, yang mana selain memberikan edukasi teknologi virtual, komposisi bentuknya pun ringkas hingga hemat ruang. Alat ini tergolong perangkat yang memiliki dimensi mungil, tidak lebih besar dari sebuah ponsel.

Teknologi Anti Laser

VIVAnews - Laser, teknologi ‘usang’ yang sudah berusia 50 tahun kini jamak digunakan di berbagai perangkat, mulai dari CD sampai ke pointer yang biasa digunakan untuk presentasi. Kini, teknologi itu menghadapi lawannya, yakni antilaser. Perangkat antilaser akan mampu menangkap dan membatalkan sinar laser yang sudah dipancarkan. Menurut Douglas Stone, peneliti asal Yale University, Amerika Serikat, meski perangkat seperti itu kemungkinan hanya cocok untuk film-film fiksi ilmiah, namun dalam dunia nyata, penggunaan yang paling memungkinkan dari teknologi antilaser adalah di dunia komputer, khususnya drive optik. “Ke depannya, cara kerja perangkat ini adalah seperti memancarkan laser secara terbalik,” kata Stone, seperti dikutip dari Phbeta, 30 Juli 2011.

Proses Pemanduan Cahaya Menggunakan Teori Medan Elektromagnetik

Proses pemanduan cahaya di dalam pandu gelombang slab step – indeks dibedakan atas modus transverse elektrik (modus TE) dan modus transverse magnetic (modus TM). Sebagaimana dijelaskan pada bagian awal, pada cahaya terpolarisasi TE, komponen medan listrik terpandu adalah tegak lurus terhadap bidang datangnya, sebaliknya pada modus TM komponen medan magnetnya yang tegak lurus terhadap bidang datang. Karena itu proses pemanduan pemanduan cahaya modus TE lazim dipresentasikan dengan perambatan medan listrik E, sedangkan pemanduan cahaya modus TM dipresentasikan melalui perambatan medan magnetnya H. penurunan persamaan gelombang yang menyatakan perambatan masing – masing medan E dan medan H tersebut didasarkan pada seperangkat persamaan Maxwell.

Aplikasi Hologram

Aplikasi teknik holografi telah tersebar ke berbagai aspek kehidupan. Holografi memudahkanmanusia dalam mengabadikan karya-karya seni dan benda-benda peninggalan sejarah, pembuataniklan danfilm, dan lain sebagainya. Selain itu, aplikasi holografi lain ialah holographic interferometry ,holographic optical element (HOE), dan holographic memory.

Holographic interferometry

Holographic interferometry adalah aplikasi dari teknologi holografi yang memungkinkan kitauntuk membuat replika atau tiruan visual suatu benda, beserta efeknya. Dengan teknik ini, objekakan mengalami dua kali pencahayaan. Sehingga visualisasi suatu benda dapat bervariasi.Pada proses pencahayaan yang pertama, objek harus dalam keadaan diam, tidak boleh bergerak.Pada proses pencahayaan yang kedua, objek tadi menjadi subjek untuk memberikan bentuk- betuk fisik sesuai dengan wujud asli objek tersebut..

Kemudian sepanjang proses tadi, hologramakan melukiskan sejumlah garis, baik garis tepi maupun garis diagonal yang melewati objek.Garis-garis itu kemudian akan menjelma menjadi garis-garis kontur serupa pada sebuah peta.Peta visual ini sangat bergantung pada garis tepi, sebab garis tepi lah yang memberi bentuk- bentuk fisik. Bila terjadi kesalahan pada proses yang pertama, maka hal itu akan mempengaruhi pembuatan peta visualnya.Holographic interferometry terdiri atas tiga tipe, yaitu :

-      Frozen fringe 

-      Life Fringe 

-      Time averaged

Holographic interferometry sudah banyak digunakan di industri manufaktur . Kegunaannya ialahuntuk menginpeksi kerusakan atau kegagalan pada produk. Subjeknya ialahlogam dan bahannonlogam. Material ini digunakan untuk menguji adanya kemungkinan-kemungkinan kerusakan.

Holografi

Teknik yang memungkinkancahaya dari suatu benda yang tersebar direkam dan kemudian direkonstruksi  sehingga objek  seolah-olah berada pada posisi yang relatif sama dengan media rekaman yang direkam. Gambar berubah sesuai dengan posisi dan orientasi dari perubahan  sistem  pandangan dalam cara yang sama seperti saat objek itu masih ada, sehingga gambar yang direkam akan muncul secaratiga dimensi (3D) yang biasa disebut dengan hologram. Teknologi perekaman citra tiga dimensi ini menggunakan sinar murni (sepertilaser ).

Setelah pemrosesan, penampakan benda akan terlihat berbeda-beda dari berbagai sudut.Pembuatan hologram tradisional menggunakan proseskimia yang rumit. Penampakan padahologram modern dapat dilihat dengan pencahayaan yang biasa dan dapat pula menunjukkancitra tiga dimensi benda besar yang bergerak dengan pewarnaan yang lengkap.

Gelombang Elektromagnetik - Gelombang Radio

What Are Fiber Optics?

The Deadly Gamma Ray

Pembuatan Sinar - X

Gelombang Elektromagnetik - Sinar X

Dampak Sinar Violet Bagi Kesehatan

Fakta yang diketahui, bahwa sinar ultraviolet dapat menyebabkan penuaan kulit dini dan kanker kulit. Ini adalah premis bagi evolusi dan popularitas teknologi. Tapi selain itu, apakah Anda tahu bahwa sinar UV juga memiliki efek positif pada tubuh? Jadi apa sebenarnya sinar UV dan bagaimana mereka secara positif dan secara negatif mempengaruhi Anda?

Sinar UV umumnya berasal dari matahari. Mereka memiliki tingkat energi yang sangat tinggi dan tidak terlihat dengan mata telanjang karena mereka adalah radiasi elektromagnetik yang dapat ditemukan di luar spektrum violet, maka namanya disebut ultraviolet.

Pengaruh Negatif Sinar UV

Kulit selalu menjadi daerah yang paling terkena dampak ketika terkena langsung sinar UV. “Erythmea” adalah salah satu efek yang paling umum jika terlalu banyak terkena sinar UV. Hal ini biasa kita kenal sebagai sengatan matahari. Hal ini terjadi ketika kulit rusak dengan menyerap energi dari sinar UV. Kulit manusia memiliki kemampuan alami untuk melawan ini dengan mengirimkan beberapa jumlah tambahan darah ke kulit yang rusak dalam upaya untuk memperbaikinya. Ini adalah alasan mengapa kulit terbakar jika terkena sinar matahari dan tampaknya berwarna kemerahan di atasnya. Orang dengan kulit gelap memiliki tingkat melanin yang lebih tinggi dibandingkan dengan yang berkulit putih.

Penuaan adalah efek yang paling terkenal dari dampak sinar UV pada kulit. Penelitian telah menunjukkan bahwa banyak gejala umum yang terkait dengan penuaan seperti keriput dan melonggarkan kulit mungkin berhubungan dengan paparan sinar UV dan bukan hanya sekedar proses penuaan.

Pesawat Sinar X

Pesawat sinar-X adalah pesawat yang dipakai untuk memproduksi sinar-X. Pesawat ini terdiri atas tabung sinar-X dan variasi rangkaian elektronik yang saling terpisah. Sinar-X dibangkitkan dengan jalan menembaki target logam dengan elektron cepat dalam suatu tabung vakum. Elektron sebagai proyektil dihasilkan dari pemanasan filamen yang juga berfungsi sebagai katoda. Filamen ini dipasang pada bidang cekung untuk memfokuskan elektron menuju daerah sempit pada target (anoda).

Pada saat arus listrik dari sumber tegangan tinggi dihidupkan, filamen katoda akan mengalami pemanasan sehingga kelihatan berwarna putih. Dalam kondisi ini, katoda akan memancarkan elektron (sinar katoda). Elektron selanjutnya ditarik dan dipercepat gerakannya hingga mencapai ribuan km/s melalui ruang hampa menggunakan tegangan listrik berorde 102 – 106 Volt. Elektron yang bergerak sangat cepat itu akhirnya ditumbukkan ke target logam bernomor atom tinggi dan bersuhu leleh juga tinggi. Ketika elektron berenergi tinggi itu menabrak target logam, maka sinar-X akan terpancar dari permukaan logam tersebut.

Roentgen telah merencanakan untuk melanjutkan penelitiannya mengenai sinar-X dengan tegangan tabung yang lebih tinggi. Banyak kendala dihadapi Roentgen, misalnya tabung sinar-X bocor setelah tegangannya mencapai nilai tertentu. Penyempurnaan tabung sinar-X mula-mula muncul dengan diperkenalkannya katoda jenis filamen yang dapat memfokuskan berkas elektron menuju target logam berat. Tabung jenis ini dapat membangkitkan sinar-X dengan gelombang lebih pendek atau energi yang lebih tinggi. Namun, operasi tabung jenis baru itu tidak menentu karena sinar-X yang dibangkitkannya sangat bergantung pada tekanan gas di dalam tabung.

Sejarah Penemuan Sinar X

Minat yang besar untuk mendalami penelitian sinar katoda mendorong Roentgen mempersiapkan fasilitas untuk penelitian tersebut. Dalam suatu laboratorium yang luas, Roentgen memasang sebuah kumparan Ruhmkorff yang dilengkapi interuptor sehingga dapat membangkitkan bunga api listrik sepanjang 10-15 cm. Roentgen juga melengkapi peralatannya dengan tabung Hittorf-Crookes (tabung pelucutan), beberapa tabung Lenard, dan sebuah tabung yang baru diterima dari Muller-Unkel. Peralatan lain berupa pompa vakum Rap untuk menghampakan tabung-tabung tersebut.

Sinar-X diamati pertama kali oleh Roentgen pada 8 Nopember 1895, pada saat ia sedang bekerja dengan tabung Crookes di laboratoriumnya di Universitas Wurzburg. Dia mengamati nyala hijau pada tabung yang sebelumnya menarik perhatian Crookes. Roentgen selanjutnya mencoba menutup tabung itu dengan kertas hitam agar tidak ada cahaya tampak yang dapat lewat. Namun, ternyata masih sinar tidak tampak yang lewat.

Saat Roentgen menyalakan sumber listrik tabung untuk penelitian sinar katoda, ia mendapatkan ada sejenis cahaya berpendar pada layar yang terbuat dari barium platinosianida. Jika sumber listrik dipadamkan maka cahaya pendar pun hilang. Roentgen segera menyadari bahwa sejenis sinar yang tidak kelihatan telah muncul dari dalam tabung sinar katoda. Karena sebelumnya tidak pernah dikenal maka sinar ini diberi nama sinar-X. Untuk menghargai jasanya, sinar itu dinamakan juga sinar Roentgen.

Dari Laser inframerah menjadi sumber radiasi sinar-X

Menjajaki struktur dalam atom, molekul, dan zat padat memerlukan peran sinar-X. Energi dan panjang gelombang cahaya sinar-X sangat sesuai untuk mengamati sifat spin elektronik, rincian kimia, dan interaksi, di mana tidak ada jenis cahaya lain dapat mencapainya. Untuk alasan ini, ada banyak kepentingan dalam mengembangkan laser sinar-X (X-ray laser). Sementara kita telah berhasil mengubah beberapa akselerator partikel menjadi laser elektron bebas X-ray (free electron X-ray laser), perangkat laser sinar-x portabel akan membuat pencitraan canggih jauh lebih mudah didekati.

Sekarang, para peneliti telah mengembangkan perangkat yang berawal dari laser inframerah dan mengubahnya menjadi sinar dengan intensitas foton lebih tinggi. Perangkat baru ini tidak sama dengan laser, dimana memancarkan seluruh spektrum yang luas dari panjang gelombang. Namun, cahaya yang dihasilkan adalah koheren, dan yang paling penting, ia meluas menjadi sinar-X tanpa memerlukan akselerator partikel.

Hal ini sebagaimana dijelaskan dalam makalah yang diterbitkan oleh majalah Science edisi Mei 2012 yang ditulis oleh Tenio Popmintchev dkk. Dalam makalah itu pulsa pendek dari laser inframerah diarahkan ke atom gas yang berada dalam tekanan tinggi. Interaksi yang kompleks antara foton inframerah dan elektron dalam atom-atom yang menghasilkan spektrum yang luas dari cahaya, mulai dari ultraviolet hingga sinar-X. Cahaya yang dipancarkan adalah koheren, yang berarti foton merambat bersama-sama secara berkorelasi, dalam bentuk pulsa sangat singkat dari cahaya dengan intensitas tinggi.

Para peneliti menggunakan teknik dikenal sebagai pembangkitan harmonik tingkat tinggi (High-Harmonic Generation/HHG). Kondisi ini serupa dengan cicitan nyaring dari dawai dalam sebuah alat musik yang terkadang menyertai nada yang lebih rendah. Perbedaannya adalah bahwa sementara alat musik dapat menghasilkan lusinan nada harmonik, HHG oleh tekanan gas dapat membuat ribuan harmonik, dan “nada” adalah frekuensi cahaya. Bahkan, frekuensi begitu banyak dibuat dalam percobaan ini bahwa mereka muncul menjadi kontinum bukan “nada” individual yang tajam. Dalam hal ini penulis menyebutnya sebagai sebuah supercontinuum.

Peluruhan Radioaktif

Peluruhan radioaktif adalah kumpulan beragam proses di mana sebuah inti atom yang tidak stabil memancarkan partikel subatomik (partikel radiasi). Peluruhan terjadi pada sebuahnukleus induk dan menghasilkan sebuah nukleus anak. Ini adalah sebuah proses "acak" (random) sehingga sulit untuk memprediksi peluruhan sebuah atom.

Satuan internasional (SI) untuk pengukuran peluruhan radioaktif adalah becquerel (Bq). Jika sebuah material radioaktif menghasilkan 1 buah kejadian peluruhan tiap 1 detik, maka dikatakan material tersebut mempunyai aktivitas 1 Bq. Karena biasanya sebuah sampel material radioaktif mengandung banyak atom,1 becquerel akan tampak sebagai tingkat aktivitas yang rendah; satuan yang biasa digunakan adalah dalam orde gigabecquerels.

Pengertian Radioaktif

Radioaktif berhubungan dengan pemancaran partikel dari sebuah inti atom. Unsur radioaktif adalah unsur yang mempunyai nomor atom di atas 83.

Istilah radioaktif dan radioaktivitas dapat juga dihubungkan dengan:

·         Peluruhan radioaktif

·         Kontaminasi radioaktif

·         Limbah radioaktif

·         Opini radioaktif

Radioaktivitas pertama kali ditemukan pada tahun 1896 oleh ilmuwan Perancis Henri Becquerel ketika sedang bekerja dengan material fosforen. Material semacam ini akan berpendar di tempat gelap setelah sebelumnya mendapat paparan cahaya, dan dia berfikir pendaran yang dihasilkan tabung katode oleh sinar-X mungkin berhubungan dengan fosforesensi. Karenanya ia membungkus sebuah pelat foto dengan kertas hitam dan menempatkan beragam material fosforen diatasnya. Kesemuanya tidak menunjukkan hasil sampai ketika ia menggunakan garam uranium. Terjadi bintik hitam pekat pada pelat foto ketika ia menggunakan garam uranium tesebut.

Tetapi kemudian menjadi jelas bahwa bintik hitam pada pelat bukan terjadi karena peristiwa fosforesensi, pada saat percobaan, material dijaga pada tempat yang gelap. Juga, garam uranium nonfosforen dan bahkan uranium metal dapat juga menimbulkan efek bintik hitam pada pelat.

Peluruhan Gama

Sinar gama (seringkali dinotasikan dengan huruf Yunani gamma, γ) adalah sebuah bentuk berenergi dari radiasi elektromagnetik yang diproduksi oleh radioaktivitas atau proses nuklir atau subatomik lainnya seperti penghancuran elektron-positron. Sinar gama membentuk spektrum elektromagnetik energi-tertinggi. Mereka seringkali didefinisikan bermulai dari energi 10 keV/ 2,42 EHz/ 124 pm, meskipun radiasi elektromagnetik dari sekitar 10 keV sampai beberapa ratus keV juga dapat menunjuk kepada sinar X keras. Penting untuk diingat bahwa tidak ada perbedaan fisikal antara sinar gama dan sinar X dari energi yang sama -- mereka adalah dua nama untuk radiasi elektromagnetik yang sama, sama seperti sinar matahari dan sinar bulan adalah dua nama untuk cahaya tampak. Namun, gama dibedakan dengan sinar X oleh asal mereka. Sinar gama adalah istilah untuk radiasi elektromagnetik energi-tinggi yang diproduksi oleh transisi energi karena percepatan elektron. Karena beberapa transisi elektron memungkinkan untuk memiliki energi lebih tinggi dari beberapa transisi nuklir, ada penindihan antara apa yang kita sebut sinar gama energi rendah dan sinar-X energi tinggi.