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