Abstrak
Kekalahan Negara Indonesia dalam Piala AFF 2010 leg pertama tidak luput dari penggunaan laser, laser dapat membuat kabur pandangan. Sehingga penulis merasa perlu untuk mengetahui bagimana laser dibuat, bagimana prinsip dari laser. Dengan metode study literature diketahui bahwa laser terbuat dari bahan-bahan kimia padat , yaitu laser ruby dan laser Almunium, lalu laser cair maupun gas helium neon (HeNe), argon dan karbon dioksida (CO2). Laser semikonduktor atau diode meliputi gallium arsenid (GaAs), Argon-Ion, laser karbon dioksidas, Laser karbon monoksida (CO), Laser oksigen iodine, Laser hidrogen fluoride, Laser deuterium fluoride, ArF, KrCl, KrF, XeCl , XeF. Dan prinsip kerja dari laser adalah berpindanya electron dari suatu tingkatan yang menyebabkan electron tereksitasi dan mengalami pancaran cahaya, berupa cahaya monoksida yang warnyanya berbeda-beda.
Kata Kunci: Laser
Kekalahan Indonesia atas Malaysia pada pertandingan sepak bola di leg pertama final Piala AFF 2010 tak luput dari beberapa aspek penyebab. Penyebab utamanya adalah penggunaan laser. Pada saat pertandingan final di stadion Bukit Jalil, Kuala Lumpur, Malaysia, Minggu (26/12), para suporter menyalakan sinar laser warna hijau yang mengganggu penglihatan para pemain timnas Indonesia (Media Indonesia: Selasa, 28 Desember 2010).
Gambar 1. Nampak jelas Markus Horizon,
penjaga gawang hidung nampak hijau terkena laser
(Detik Health,Senin 27 Des 2010)
Bambang Widyatmoko, Kepala Puslit Fisika LIPI kepada mediaindonesia.com, menjelaskan, bahwa intensitas sinar laser warna hijau lebih tinggi daripada laser merah. Sinar laser hijau yang berasal dari alat pointer memiliki diameter kecil, sehingga menyilaukan mata. "Diameter berkasan sorotan sinar laser akan membesar pada jarak lebih dari 100 meter. Dan itu berbahaya sekaligus sangat menyilaukan mata," terang Bambang. Ia menambahkan terdapat beberapa jenis laser pointer, di antaranya berwarna hijau dan merah. Bila sinar merah hanya bisa mencapai beberapa meter saja, sinar hijau memiliki kemampuan bisa menjelajah jarak mencapai 30 sampai 50 meter. "Bagaimana dampaknya bagi kesehatan, perlu dilakukan pengukuran seberapa besar daya yang dihasilkan dari sinar laser tersebut," tambah Bambang.
Laser pointer berwarna hijau dan merah mudah didapat di toko buku dalam bentuk bulpen sehingga sulit dideteksi pihak keamanan. Biasanya pointer laser hijau buatan China dijual sekitar Rp150 ribu-Rp500 ribu.
Gambar 2. Salah satu laser bentuk bulpen
Dikutip dari Greenlaserbeam, Senin (27/12/2010), panjang gelombang juga mempengaruhi kekuatan sinar laser. Dengan gelombang yang lebih pendek, laser hijau punya intensitas lebih tinggi sehingga bisa menjangkau jarak yang lebih jauh dengan pada penggunaan daya listrik yang sama. Dengan kelebihan ini, laser hijau banyak digunakan oleh militer untuk operasi tempur di siang hari. Bintik hijau bisa menjangkau jarak yang lebih jauh, sekaligus terlihat lebih jelas meski dalam kondisi cahaya yang terang benderang.
Jika dari jarak jauh, wajah yang terkena laser memang tidak berbahaya tapi ini sungguh mengganggu konsentrasi. Dan umumnya laser yang bisa menempuh jarak jauh adalah laser yang memiliki daya watt tinggi dengan harga yang mahal.
Sementara laser hijau maupun merah yang digunakan pada mainan maupun pointer untuk presentasi umumnya menggunakan daya di bawah 5 mili Watt. Dengan daya sekecil itu, laser hanya akan merusak jika ditembakkan langsung ke mata dalam jangka waktu lama.
Namun jika menggunakan daya di atas 1 Watt, kekuatan laser hijau bisa mencapai 1.000 kali kekuatan radiasi sinar matahari. Kekuatan laser hijau pada daya tersebut sanggup membakar obyek tertentu seperti plastik dan kertas jika ditembakkan dari jarak dekat.
Umumnya daya yang diperbolehkan untuk dipakai pada laser mainan maupun pointer adalah di bawah 5 mili Watt. Laser berkekuatan lebih dari 1 watt cukup berbahaya sehingga untuk memilikinya harus melewati perizinan tertentu
B. Karakteristik Laser
LASER (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) Pembesaran Cahaya oleh Pancaran Sinaran yang Terangsang. Cahaya laser adalah gelombang elektromagnet nampak yang berada di dalam julat tertentuSinar laser tidak seperti sinar biasa dan yang membedakannya adalah sinar laser mempunyai karakteristik monokromatis (yaitu, semua photon memiliki satu panjang gelombang dan satu warna), kolimasi (yaitu, divergen minimal pada sebuah jarak), dan koheren (yaitu, semua photon berjalan pada phase yang sama dan arah yang sama [spatial])
Keuntungan dari sinar monokromatis yaitu absorpsi dapat ditargetkan secara spesifik yang bergantung pada panjang gelombang. Keuntungan dari sinar kolimasi dan koheren yaitu kemampuan untuk memfokuskan sinar pada target yang sangat kecil. Sehingga alat laser dapat didefinisikan sebagai sebuah mesin yang mampu menghasilkan sinar monokromatis, sinar terfokus dimana semua photon berada di dalam phase baik secara spatial dan temporal
C. Komponen Utama dan Prinsip Laser
Tiga komponen dasar alat laser : medium aktif, ruang resonansi dan sumber energi (Kert & Rose, 1989).
Gambar 3. Bagian-bagian laser
Prinsip pembangkit laser menggunakan teori dasar atom. Normalnya semua atom berada pada tingkat energi yang paling rendah. Keadaan tersebut dinamakan ground level. Bila energi luar diabsorpsi oleh atom tersebut, elektron yang mempunyai tingkat energi tertentu menjadi tidak stabil dan akan berubah ke tingkat energi yang lebih tinggi. Atom tersebut dalam keadaan excited state. Atom yang dalam keadaan excited state ini bersifat sementara dan segera kembali ke ground state dengan melepaskan photon. Kejadian tersebut dinamakan spontaneous emission. Photon adalah energi sinar yang ditransmisikan ke dalam ruang dan mempunyai panjang gelombang tertentu. Photon dari atom yang excited state tadi akan menstimulasi atom excited state yang lain sehingga mengeluarkan photon yang identik dalam hal energi, panjang gelombang dan frekuensi dan berjalan ke arah yang sama dan mempunyai fase yang sama. Kejadian tersebut dinamakan stimulated emission of radiation, yang mendasari terjadinya sinar laser (Imam Subadi dan Sri Mardjiati Mei Wulan, 2000).
Laser merupakan mekanisme suatu alat yang memancarkan radiasi elektromagnetik, biasanya dalam bentuk cahaya yang tidak dapat dilihat maupun dapat lihat dengan mata normal, melalui proses pancaran terstimulasi. Pancaran laser biasanya tunggal, memancarkan foton dalam pancaran koheren. Laser juga dapat dikatakan efek dari mekanika kuantum Dalam teknologi laser, cahaya yang koheren menunjukkan suatu sumber cahaya yang memancarkan panjang gelombang yang diidentifikasi dari frekuensi yang sama, beda fasa yang konstan dan polarisasinya. Selanjutnya untuk menghasilkan sebuah cahaya yang koheren dari medium lasing adalah dengan mengontrol kemurnian, ukuran, dan bentuknya. Keluaran yang berkelanjutan dari laser dengan amplituda-konstan (dikenal sebagai CW atau gelombang berkelanjutan), atau detak, adalah dengan menggunakan teknik Q-switching, modelocking, atau gain-switching.
Dalam operasi detak, dimana sejumlah daya puncak yang lebih tinggi dapat dicapai. Sebuah medium laser juga dapat berfungsi sebagai penguat optik ketika di-seed dengan cahaya dari sumber lainnya. Sinyal yang diperkuat dapat menjadi sangat mirip dengan sinyal input dalam istilah panjang gelombang, fasa, dan polarisasi; Ini tentunya penting dalam telekomunikasi serat optik.
Sumber cahaya umum, seperti bola lampu incandescent, memancarkan foton hampir ke seluruh arah, biasanya melewati spektrum elektromagnetik dari panjang gelombang yang luas. Sifat koheren sulit ditemui pada sumber cahaya atau incoherens; dimana terjadi beda fasa yang tidak tetap antara foton yang dipancarkan oleh sumber cahaya. Secara kontras, laser biasanya memancarkan foton dalam cahaya yang sempit, terpolarisasi, sinar koheren mendekati monokromatik, terdiri dari panjang gelombang tunggal atau satu warna.
Beberapa jenis laser, seperti laser dye dan laser vibronik benda-padat (vibronic solid-state lasers) dapat memproduksi cahaya lewat jangka lebar gelombang; properti ini membuat mereka cocok untuk penciptaan detak singkat sangat pendek dari cahaya, dalam jangka femtodetik (10-15 detik). Banyak teori mekanika kuantum dan termodinamika dapat digunakan kepada aksi laser, meskipun nyatanya banyak jenis laser ditemukan dengan cara trial and error.
Gambar.4. Dari kiri ke kanan: sinar gamma, Sinar X, sinar ultraviolet,
spektrum tampak, sinar infrared, gelombang mikro, gelombang radio.
D. KLASIFIKASI LASER
Laser dapat diklasifikasikan menurut medium laser yang digunakan, intensitas energi yang dikeluarkan dari suatu alat dan tingkat keamanan (Imam Subadi dan Sri Mardjiati Mei Wulan, 2000 Low & Reed, 2000).
a. Medium laser
Medium laser yang digunakan untuk pembangkit laser dapat berupa kristal, gas, semikonduktor, zat cair dan bahan kimia.
Laser kristal meliputi laser ruby, laser aluminium. Laser gas meliputi helium neon (HeNe), argon dan karbon dioksida (CO2). Laser semikonduktor atau diode meliputi gallium arsenid (GaAs). Laser cair atau dye laser. Laser kimia biasanya digunakan untuk keperluan militer.
Deret lengkap jenis laser
Spektral output beberapa jenis laser.
Color
Jarak panjang gelombang Jarak frekuensi
merah
~ 625 to 740 nm ~ 480 to 405 THz
kuning bata
~ 590 to 625 nm ~ 510 to 480 THz
kuning
~ 565 to 590 nm ~ 530 to 510 THz
hijau
~ 520 to 565 nm ~ 580 to 530 THz
(cyan) ~ 500 to 520 nm ~ 600 to 580 THz
biru
~ 430 to 500 nm ~ 700 to 600 THz
(violet) ~ 380 to 430 nm ~ 790 to 700 THz
• Laser gas
o HeNe (543 nm and 633 nm)
o Argon-Ion (458 nm, 488 nm or 514.5 nm)
o laser karbon dioksidas (9.6 µm and 10.6 µm) digunakan dalam industri bagi memotong dan mengimpal, mampu sehingga 100 kW
o Laser karbon monoksida, perlu disejukkan, tetapi amat berkuasa, mampu sehingga 500 kW
• Laser kimia
o Laser kimia oksijen iodine (1315 nm)
o Laser hidrogen fluoride (2700-2900 nm)
o Laser deuterium fluoride (3800 nm)
• Laser gas Excimer, menghasilkan cahaya ultra unggu, digunakan dalam pengilangan semikonduktor dan pembedahan mata LASIK; F2 (157 nm), ArF (193 nm), KrCl (222 nm), KrF (248 nm), XeCl (308 nm), XeF (351 nm)
• Laser semikonduktor
o Laser diode menghasilkan panjang gelombang dari 405 nm sehingga 1550 nm. Laser diodes berkuasa rendah digunakan dalam penunjuk laser, pencetak laser, dan pemain CD/DVD. Kebanyakan laser diodes lebih berkuasa biasanya digunakan bagi mengepam secara optik laser lain dengan berkesan. Laser diode skala industri paling berkuasa, dengan kuasa sehingga 10 kW, digunakan dalam pengilangan bagi memotong dan mengimpal.
o Laser semikonduktor ronga-luaran mempunyai medium aktif aktif semi konduktor dalam rongga lebih besar. Peranti ini mampu menghasilkan output berkuasa tinggi dengan kualiti pancaran berkualiti, pancaran sempit lebar garis panjang gelombang-boleh diselaras, atau denyutan laser ultrapendek.
o VCSEL merupakan laser semikonduktor yang mana arah pancaran adalah sudut tegak dengan permukaan wafer. Peranti VCSEL mampu mencapai kualiti pancaran lebih baik berbanding laser diode biasa, dan berpotensi untuk lebih murah bagi dihasilkan. Sungguhpun begitu, teknologi ini sehingga 2005, tidak begitu maju.
o VECSEL adalah rongga-luaran VCSELs.
o Laser jujukan kuantum adalah laser semikonduktor yang mempunyai pindahan aktif antara "sub-gelung" tenaga elektron dalam struktur yang mengandungi beberapa telaga kuantum.
• Laser keadaan pepejal
o Laser YAG bercampur Neodymium (Nd:YAG), merupakan laser berkuasa tinggi beroperasi dalam spektrum infra pada julat 1064nm, digunakan bagi memotong, mengimpal dan menanda logam dan bahan lain yang turut digunakan dalam spektroskopi bagi mengepam laser pewarna. Boleh di ganda frekuensi dari 1064nm kepada 532nm bagi menghasilkan laser hijau.
o Lased idacmpur Ytterbium dengan kristal seperti Yb:YAG, Yb:KGW, Yb:KYW, Yb:SYS, Yb:BOYS, Yb:CaF2, atau kaca dicampur Yb (contoh. gentian); biasanya beroperasi sekitar 1,020-1,050 nm; berpotensi amat-amat berkesan dan berkuasa tinggi disebabkan kecacatan kuantum (quantum defect) kecil; kuasa amat tinggi dalam denyutan ultrapendek boleh dicapai menggunakan Yb:YAG
o Erbium-bercampur YAG, 1645 nm, 2940 nm
o Thulium-bercampur YAG, 2015 nm
o Holmium-bercampur YAG, 2097 nm; laser amat cekap beroperasi dalam spektrum infra, ia mudah diserap oleh tisu membawa air dalam seksion kurang dari ketebalan satu milimeter. Ia biasanya beroperasi dalam mod denyutan, dan melalui peranti bedah gentian optik kepada sendi muncul, menghapuskan kerosakan gigi, melenyapkan barah, dam menghancurkan batu hempedu dan batu karang.
o Titanium-bercampur nilam. laser nilam-Ti, merupakan laser infra amat mudah ditala, digunakan bagi spektroskopi
o Laser gentian bercampur Erbium, jenis laser dibentuk dari gentian optik dibuat khas, yang digunakan sebagap penguat bagi komunikasi optik.
• Pewarna Laser
• Laser Ion percikan logam katod berongga, menghasilkan panjang gelombang ultra ungu gelap, dari mana terdapat dua contoh; Helium-Perak (HeAg) 224 nm dan Neon-Tembaga (NeCu) 248 nm. Laser ini mempunyai lebar garis ayunan sempit khusus yang kurang dari 0.01 cm-1 menjadikannya calon yang sesuai bagi pendarfluor dalam Spektroskopi Raman.
b. Intensitas
Menurut intensitas yang dikeluarkan alat, laser diklasifikasikan menurut high power laser dan low power laser. High power laser yang selanjutnya disebut laser berkekuatan tinggi dan low power laser disebut laser berkekuatan rendah / LLLT.
Gambar 4. Berbagai rentang panjang gelombang laser (William,2004)
c. Tingkat keamanan
Tabel 2.1. Tingkat keamanan laser (Low & Reed, 2000)
Class Power Effect Usage
1 Low None on eye or skin Blackboard pointer
Supermarket barcode reader
2 Low
CW → 1 mV Safe on skin
Eye protected by aversion responses
3A Low - medium (mid)
CW → 5 mV Direct intrabeam viewing with optical aids may be hazardous Therapeutic - physiotherapy models
3B Medium (mid)
CW → 500 mV Direct intrabeam viewing may be hazardous
4 High
CW → 500 mV+ Hazardous to skin and eye Destructive - surgical models
E. KEDALAMAN PENETRASI
Teori Saliba dkk (1998) tentang efek laser langsung dengan tidak langsung pada jaringan. Efek langsung berarti terjadi hanya melalui absorpsi. Efek tidak langsung dijelaskan sebagai pengurangan respon yang terjadi terutama dalam jaringan-jaringan yang lebih dalam, yang dikatalisis oleh energi yang diabsorpsi pada jaringan yang lebih superfisial. Efek langsung yang dihasilkan oleh laser HeNe diperkirakan terjadi dalam 0,5 cm jaringan pertama, sedangkan pada laser GaAs dan GaAlAs diperkirakan terjadi dalam 2 cm pertama. Efek tidak langsung dari laser HeNe diperkirakan terjadi pada kedalaman hingga 1 cm, sedangkan pada laser GaAs dan GaAlAs diperkirakan terjadi pada kedalaman hingga 5 cm (Belanger, 2003; Saliba & Foreman, 1994).
Daftar Pustaka
AN Uyung Pramudiarja, 2010. Laser Hijau Paling Ampuh untuk Mengusik Konsentrasi. Detik Helath. (olnline: Selasa, 28 Desember 2010).
Annisa Indri Lestari, 2010. Sinar Laser Hijau lebih Berbahaya (Online) Selasa, 28 Desember 2010. Media Indonesia.
Desy Kurniawati Tandiyo.2008. Terapi Laser,
William, S.T. 2004. Laser Fundamental. Florida: Cambridge University Press.
Wikipedia, 12 November 2010. Di http://id.wikipedia.org/wiki/Laser
Comments
Post a Comment