Husin Alatas

Searching and Serving the Best

 

OptIPB Sensor, Sensor Optik Berbasis Kristal Fotonik Satu Dimensi

 

OptIPB Sensor, merupakan sebutan bagi produk sensor optik berbasis kristal fotonik yang dikembangkan oleh para peneliti di Departemen Fisika, Institut Pertanian Bogor. Pengembangan sensor optik ini dimulai dari kajian fisika teoritik mengenai fenomena interaksi gelombang elektromagnetik (EM) dengan kristal fotonik, kemudian proses fabrikasi dengan metode electron beam evaporation dan pembuatannya menjadi sebuah sensor optik yang sangat sensitif.

Kristal fotonik satu dimensi merupakan sistem optik periodik yang tersusun atas unit-unit sel identik. Masing-masing unit sel tersebut terdiri dari dua atau lebih lapisan material dielektrik dengan indeks bias rendah dan tinggi, dan dengan ketebalan berorde panjang gelombang EM operasional. Interferensi antara gelombang transmisi dengan refleksi dapat mengakibatkan pemblokiran perambatan gelombang EM pada rentang panjang gelombang tertentu. Rentang ini dikenal dengan istilah photonic band gap (PBG). Fenomena ini  mirip dengan energy band gap pada perilaku elektron dalam material semikonduktor.

Jika struktur kristal fotonik ini didesain memiliki satu atau lebih unit sel defek, yaitu lapisan yang memiliki ketebalan optik berbeda dengan ketebalan lapisan pada unit sel reguler, maka akan muncul fenomena photonic pass band (PPB) yang menunjukkan semacam “kebocoran” gelombang EM dalam rentang PBG. Karakteristik PPB tersebut sangat sensitif terhadap perubahan indeks bias material pada lapisan defek. Fenomena inilah yang dimanfaatkan untuk pembuatan sensor optik berbasis kristal fotonik, dimana material sampel yang akan dideteksi diperlakukan sebagai lapisan defek.

Prinsip kerja sensor ini adalah dengan merambatkan gelombang EM di dalam kristal fotonik yang disisipi material sampel, kemudian diterima oleh fotodetektor yang mengubahnya menjadi tegangan listrik. Agar dapat terbaca, tegangan tersebut harus diperkuat oleh rangkaian amplifier. Tegangan yang dihasilkan pada prinsipnya dapat dikonversi dan dikalibrasi ke dalam satuan parameter yang dibutuhkan, misalnya gram/liter, molar, % volume atau % bobot.

OptIPB Sensor dikemas dalam satu paket alat ukur konsentrasi larutan yang praktis dan portabel. Sensor ini berguna untuk pengukuran kualitas larutan secara in-situ dan real-time. Misalnya dalam sistem kendali mutu (Quality Control, QC) di perusahaan minuman. Dengan menggunakan referensi standar QC yang telah ada, OptIPB Sensor dapat memonitor setiap saat kualitas larutan yang diproduksi secara kontinu dan akurat. Keunggulan sensor ini antara lain:

  1. Memiliki sensitivitas tinggi
  2. Praktis dan mudah digunakan
  3. Dapat digunakan secara in-situ dan real-time
  4. Dapat diintegrasikan ke dalam sistem otomatis

Selain digunakan untuk pengendalian mutu pada industri minuman, sensor ini memiliki pula potensi untuk diaplikasikan pada berbagai keperluan lainnya seperti pemeriksaan kadar gula darah, deteksi salinitas air laut, pencemaran sungai dan polusi udara.

 

No Responses to “OptIPB Sensor, Sensor Optik Berbasis Kristal Fotonik Satu Dimensi”

Comments are closed.

Leave a Reply