Apakah Serat Indeks Langkah?

Pengertian Serat Optik Indeks Langkah

Pengertian: Serat optik indeks langkah adalah jenis serat optik yang diklasifikasikan berdasarkan distribusi indeks biasnya. Sebagai pandu gelombang optik, ia memiliki indeks bias yang konstan di dalam inti dan indeks bias yang konstan lainnya di dalam pelapis. Perlu dicatat, indeks bias inti sedikit lebih tinggi daripada pelapis, dengan perubahan mendadak terjadi pada antarmuka inti-pelapis—maka istilah "indeks langkah" digunakan.

Profil indeks bias serat optik indeks langkah ditunjukkan dalam gambar di bawah ini:

Propagasi dalam Serat Optik Indeks Langkah

Ketika sinar cahaya melewati serat optik indeks langkah, ia mengikuti jalur zig-zag yang terdiri dari garis-garis lurus, fenomena ini dipungkiri oleh pantulan internal total di antarmuka inti-pelapis.

Secara matematis, profil indeks bias serat optik indeks langkah dinyatakan sebagai:

a adalah radius inti; r adalah jarak radial

Moda Serat Indeks Langkah

Serat Tunggal Moda Indeks Langkah

Dalam serat tunggal moda indeks langkah, diameter inti sangat kecil sehingga hanya memungkinkan satu moda propagasi, artinya hanya satu sinar cahaya yang melewati serat. Karakteristik unik ini menghilangkan distorsi yang disebabkan oleh perbedaan penundaan antara beberapa sinar.

Propagasi sinar cahaya melalui serat optik tunggal moda indeks langkah ditunjukkan dalam gambar di bawah ini:

Karakteristik Serat Tunggal Moda Indeks Langkah

Diameter inti di sini sangat sempit, memungkinkan hanya satu moda propagasi untuk melewati serat. Biasanya, ukuran inti berkisar antara 2 hingga 15 mikrometer.

Serat Banyak Moda Indeks Langkah

Dalam serat banyak moda indeks langkah, diameter inti cukup besar untuk memungkinkan beberapa moda propagasi, artinya beberapa sinar cahaya dapat melewati serat secara bersamaan. Namun, propagasi simultan dari beberapa sinar ini menyebabkan distorsi karena perbedaan dalam penundaan propagasi mereka.

Propagasi sinar cahaya melalui serat optik banyak moda indeks langkah ditunjukkan dalam gambar di bawah ini:

Karakteristik Inti Serat Banyak Moda

Gambar di atas menunjukkan bahwa diameter inti cukup besar untuk memungkinkan beberapa jalur propagasi. Biasanya, ukuran inti berkisar antara 50 hingga 1000 mikrometer.

Variasi Indeks Bias dalam Serat Indeks Langkah

Perlu dicatat bahwa profil indeks bias serat indeks langkah ditandai oleh:

Sumber Cahaya dan Karakteristik Serat Indeks Langkah

Diode emisi cahaya (LED) adalah sumber cahaya utama yang digunakan dalam serat-serat ini.

Kelebihan Serat Indeks Langkah

• Proses pembuatan sederhana

• Produksi hemat biaya

• Propagasi melalui pantulan internal total

Kekurangan Serat Indeks Langkah

• Propagasi tunggal moda membatasi kapasitas pengangkutan informasi karena batasan hanya satu sinar cahaya yang ditransmisikan sekaligus.

• Kesulitan dalam kawujudan cahaya akibat diameter inti yang kecil.

Aplikasi Serat Indeks Langkah

Serat indeks langkah terutama digunakan dalam koneksi jaringan area lokal (LAN). Hal ini karena kapasitas transmisi informasinya lebih rendah dibandingkan serat indeks gradien.