Perak Sulfida sebagai Q-switcher dan Mode-Locker di Rongga Laser Serat yang Didoping Erbium

Foto oleh Tumblr

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Teknik pasif menggunakan perangkat penyerap jenuh (SA) seperti cermin penyerap jenuh semikonduktor (SESAMs), karbon nanotube (CNT) dan nanomaterial semikonduktor dua dimensi (2D). Beberapa bahan tersebut, SA bekerja dengan baik dalam menghasilkan pulsa melalui mekanisme Q-switching. Namun baru-baru ini, bahan nano 2D menjadi focus upaya penelitian untuk menghasilkan SA yang kompak seperti dilapisi dengan bahan graphene oxide. Namun, graphene memiliki penyerapan optic yang relative rendah dengan celah pita hampir nol. Sehingga bahan lain seperti perak sulfida (Ag2S) mendapatkan minat lebih. Bahan ini menawarkan fitur termasuk struktur berlapisnya yang unik dengan penyerapan optic yang luas dan besar, serta keuletan bahan yang tinggi. Hal ini membuat bahan ini menjadi pertimbangan yang signifikan karena SA dikaitkan dengan penyerapan optic yang tinggi.

Dalam penelitian ini, laser Q-switched dan mode lock secara pasif menggunakan Ag2S film tipis sebagai SA. Demonstrasi pertama Ag2S ini mencapai pulsa Q-switched dan mode-locked yang stabil dalam rongga laser serat yang didoping dengan Erbium (EDFL). Rongga EDFL nantinya akan diperluas sehingga laser soliton yang dikunci akan menghasilkan frekuensi perulangan konstan 1,88 MHz dan durasi pulsa 3,01 ps.

Metode dan Hasil

Bahan perak sulfida diperoleh dengan metode pengelupasa fase cair. Larutan PVA (polivinil alcohol) digunakan dengan proses sonikasi selama satu jam untuk memastikan larutan komposit benar-benar larut. Penyerapan linear Ag2S-PVA dianalisis menggunakan OSA. Laser pompa diteruskan melalui coupler WDM. Untuk memungkinkan perambatan cahaya searah di dalam rongga, isolator optic ditambahkan ke rongga laser. Spektrum frekuensi nantiknya dianalisis dengan menggunakan penganalisis spektrum frekuensi radio 7,8 GHz. Autokorelator digunakan untuk mengukur lebar pulsa dari pulsa mode-locked karena resolusi osiloskop terbatas hanya untuk pengukuran dalam sekon hingga nanosekon.

Hasil dari penelitian ini, EDFL menghasilkan pulsa Q-switched Ketika pompa 980 nm mencapai ambang batas 145,83 mW. Hasil spektrum EDFL dengan menggunakan Ag2S sebagai SA dipertahankan pada 147,16 mW. Hal ini dikatkan dengan penggabungan Ag2S-Sa yang sedikit kehilangan rongga dan dengan demikian operasi laser akan beroperasi pada wilayah Panjang gelombang yang lebih pendek. Panjang gelombang yang lebih pendek ini memiliki keuntungan yang lebih tinggi untuk mengkompensasi kerugian. Tanpa SA, rongga cincin akan beroperasi pada Panjang gelombang 1568 nm.

Secara efektif pada penelitian ini, EDFL dan mode locked eroperasi pada wilayah Panjang gelombang 1,55 ┬Ám melalui emanfaatan Ag yang disiapkan sebagai SA. Ag2S sebagai film tipis diletakkan di antara dua feerules dan dimasukkan ke dalam rongga EDFL pada Panjang gelombang 1568 nm. SA kemudian diintegrasikan sehingga berubah menjadi 1566 nm. Ketika daya diode laser 980 nm meningkat dari 145,83 mW menjadi 186,04 mW, tingkat pengulangan juga akan meningkat dari 85,03 menjadi 93,81 kHz dan durasi pulsa akan menurun dari 1.94 menjadi 1,68 s.

Laser Q-switched menunjukkan SNR 70,44 dB yang berarti pulsa yang dihasilkan adalah stabil. Untuk menghasilkan pulsa dengan Panjang gelombang 1564 nm SMF 100 m dimasukkan ke dalam rongga EDFL, sehingga kekuatan pompa meningkat dan denyut pommpa adalah 1,88 MHz diukur dalam 3,01 ps. Hal ini merupakan peluang baru untuk memahami pembentukan pulsa dan menstabilkan pulsa laser. Bahan Ag2S juga menunjukkan memiliki potensi besar untuk aplikasi fotonik.

Penulis : Prof. Dr. Retna Apsari, M.Si

Informasi detail dari riset ini dapat dilihat pada tulisan kami di:

https://www.researchgate.net/publication/364254050_Silver_sulfide_as_Q-switcher_and_mode-locker_in_Erbium-doped_fiber_laser_cavity

Norizan Ahmed, Suziana Omar, Zulzilawati Jusoh, Husna. A. Rahman, Kaharudin Dimyati, Retna Apsari, Sulaiman W. Harun. Silver sulfide as Q-switcher and mode-locker in Erbium-doped fiber laser cavity. DOI : 10.1002/mop.33481

Leave a Comment