opto lihat situs sponsor

Sabtu, 20 September 2014  
 
  LIPI
depan
database
database
artikel
kegiatan
situs
info
publikasi
e-data
buku
kontak
  Artikel-artikel populer :
» daftar artikel

Rekayasa Laser dan Optika Dari Serat Optik Hingga Teleskop Hubble
Gea Oswah Fatah Parikesit (Teknik Fisika, TU Delft)

Salah satu bidang rekayasa yang dikembangkan oleh Departemen Teknik Fisika di Institut Teknologi Bandung (ITB) adalah rekayasa laser dan optika. Terapan dari bidang rekayasa yang satu ini sudah begitu menyentuh kehidupan sehari-hari, sehingga kadang masyarakat umum tidak begitu sadar akan keberadaannya.

Pernahkah memerhatikan sistem laser pada cakram padat (compact disc), yang umum dijumpai di perangkat komputer? Sistem laser berfungsi untuk membaca (dan merekam) informasi pada permukaan cakram padat tersebut. Sebagai contoh terapan lainnya, jika menggunakan jaringan internet untuk mengunjungi sebuah situs di luar negeri, maka informasi yang diterima tersebut telah disalurkan melalui jaringan serat optik. Sistem laser dan jaringan serat optik tersebut hanya dua dari sekian banyak terapan rekayasa laser dan optika yang bermanfaat bagi manusia. Secara umum, penerapan bidang rekayasa ini dapat dibagi menjadi empat cabang besar yaitu Optika Instrumentasi, Sistem Pencitraan, Sistem Tampilan dan Pencahayaan, serta Sistem Teknologi Informasi.

Optika Instrumentasi

Tujuan dari optika instrumentasi adalah untuk mengukur, mendeteksi atau memantau suatu fenomena alam. Salah satu contoh penerapannya adalah dengan dikembangkannya sistem pendeteksian tingkat polusi air dan udara di perkotaan. Dengan memanfaatkan sifat fisika laser dan optika, jumlah polutan dapat diketahui dan sumbernya pun dapat dideteksi.

Teknik yang hampir serupa juga dapat dimanfaatkan untuk pemantauan sumber daya alam di lautan lepas. Sebagai contoh, sistem sensor optik telah digunakan di perairan Indonesia untuk memonitor perkembangbiakan algae yang bisa merusak keseimbangan ekosistem setempat.

Kalangan industri yang harus menghasilkan produknya dalam jumlah besar secara efisien, juga diuntungkan oleh optika instrumentasi. Kualitas produk dapat dipantau secara cepat dan relatif mudah. Tidak kurang dari produsen mobil dan keperluan rumah tangga telah memanfaatkannya. Bahkan, teh petik pun dapat dipantau kualitasnya dengan sistem optika infra merah untuk memastikan bahwa standar mutu ekspor internasional telah dicapai.

Sistem Pencitraan

Cabang kedua dari terapan rekayasa laser dan optika adalah sistem pencitraan. Tujuan utamanya adalah untuk menangkap citra dari sebuah objek dan menampilkannya untuk keperluan lebih lanjut. Masyarakat luas mungkin paling mengenalnya dalam bentuk pencitraan di bidang biomedik. Dalam melakukan diagnosa, seringkali para ahli medis mengandalkan informasi dari sistem pencitraan optika berupa data foto Rontgen.

Contoh terapan lainnya adalah di atas meja operasi. Pada teknik operasi yang mutakhir, ahli medis hanya membuat sayatan yang sekecil mungkin. Ini dilakukan agar pemulihan pasien dapat berlangsung lebih cepat. Alat bedah, maupun sistem pencitraan yang memandu sang ahli medis, harus dimasukkan melalui celah yang sangat kecil itu. Ketepatan pencitraan sangat dibutuhkan agar operasi berjalan baik dan lancar.

Penerapan sistem pencitraan untuk keperluan lainnya pun sangat banyak. Contoh lain yang sangat penting adalah sistem deteksi di bandar udara atau tempat penting lainnya. Dengan memanfaatkan gelombang optika yang di kalangan ilmiah sering disebut sebagai gelombang Terahertz (dengan frekuensi 10 hingga 1000 kali lebih pendek daripada frekuensi gelombang cahaya biasa), maka sistem pencitraan dapat mendeteksi benda-benda berbahaya yang tersembunyi di balik plastik, kayu, kain, kertas dan bahan lainnya.

Pencitraan dengan objek berskala sangat kecil pun tak kalah pentingnya. Sistem mikroskopi yang mutakhir dapat menangkap citra dari objek-objek yang begitu kecilnya, sehingga sistem pencitraan ini akan berperan besar dalam bidang nanoteknologi yang sedang berkembang pesat secara global.

Tak ketinggalan adalah penerapan sistem pencitraan dengan objek yang berskala sangat besar. Sistem teleskop yang memantau benda-benda angkasa sangat membantu berkembangnya ilmu astronomi dan fisika. Teleskop Hubble yang beroperasi di angkasa luar telah dapat menangkap banyak citra yang menakjubkan, sesuatu hal yang nyaris mustahil dilakukan dengan teleskop di muka bumi, akibat turbulensi atmosfer di atas bumi.

Sistem Tampilan dan Pencahayaan

Penerapan lain dari rekayasa laser dan optika adalah untuk keperluan tampilan (display) dan pencahayaan (lighting). Sistem tampilan yang terus berkembang dapat dilihat pada perubahan tampilan televisi. Tabung kaca yang berbentuk besar dan cembung kini mulai tergantikan oleh layar yang begitu tipis dan datar. Kemajuan sistem tampilan ini juga telah dimanfaatkan untuk meningkatkan kenyamanan pengguna telepon genggam dan alat elektronik lainnya.

Sedangkan terapan pada sistem pencahayaan terkait erat dengan bidang rekayasa Fisika Bangunan. Secara umum, sistem pencahayaan ini dioptimalkan demi kenyamanan manusia. Misalnya, sistem pencahayaan yang khusus telah diterapkan di meja operasi agar para ahli medis mendapatkan cahaya yang cukup terang tanpa pasien harus menderita akibat panasnya sumber cahaya. Terapan lain dari sistem pencahayaan ini juga bisa ditemui di ruang kantor, di galeri pameran, atau bahkan di dalam interior sebuah mobil.

Sistem Teknologi Informasi

Cabang terapan yang terakhir adalah pada sistem teknologi informasi. Terapan jenis ini akan bertambah penting di masa depan, di saat informasi menjadi kebutuhan yang semakin signifikan bagi manusia. Dua buah contoh terapannya telah diuraikan sebelumnya, yaitu penggunaan jaringan serat optik untuk telekomunikasi, serta penyimpanan informasi pada permukaan sebuah cakram padat.

Dengan berkembangnya teknologi rekayasa optika, bukan tidak mungkin suatu saat nanti proses perhitungan di dalam sebuah komputer tidak lagi dilakukan secara elektronik, melainkan secara optik. Jika ini berhasil diwujudkan, kecepatan perhitungan akan meningkat berlipat-lipat dan manusia dapat memanfaatkannya untuk banyak hal.

Melihat begitu besarnya peranan rekayasa laser dan optika, maka tentu tidak salah jika Departemen Teknik Fisika di ITB berusaha terus mengembangkan potensinya. Di institusi ini, pendidikan rekayasa laser dan optika lebih dititikberatkan ke arah terapan optika instrumentasi.

Berbagai teknik pengukuran, pendeteksian, dan pemantauan yang memanfaatkan teknik-teknik laser dan optika telah diajarkan, baik di jenjang sarjana maupun pascasarjana. Penelitian pun, lebih banyak difokuskan ke arah yang sama. Profesor Andrianto Handojo dan Endang Juliastuti, MT., adalah dua orang staf Departemen Teknik Fisika ITB yang memotori pengajaran dan penelitian tersebut. Dengan titik berat pada optika instrumentasi tersebut, maka para lulusan Departemen Teknik Fisika ITB yang mempelajari rekayasa laser dan optika pun umumnya berkeahlian secara spesifik di bidang itu.

Secara historis maupun akademis, pendidikan rekayasa laser dan optika di ITB terkait dengan pendidikan serupa di institusi Technische Universiteit Delft (TU Delft) di Belanda. Bahkan Profesor Handojo pun mengenyam pendidikan pascasarjana di institusi ini. Di TU Delft, pengajaran dan penelitian bidang rekayasa ini dilakukan di bawah grup Optica.

Arahan pengajaran dan penelitian di Optica tidaklah persis sama dengan di ITB. Meski begitu, perbedaan arah pendidikan tersebut tidak berarti bahwa Departemen Teknik Fisika ITB harus mengikuti apa yang dilakukan di grup Optica. Ini berkaitan erat dengan berbedanya tuntutan terapan di kedua institusi.

Untuk mengembangkan pendidikan rekayasa laser dan optika lebih lanjut, dua hal penting telah mulai dilakukan. Pertama adalah dengan memperkuat kompetensi. Ini sudah ditunjukkan oleh Departemen Teknik Fisika ITB, dengan menitikberatkan pendidikan ke arahan optika instrumentasi. Dengan menguatnya kompetensi, maka para lulusan yang mendalami bidang ini dapat menyediakan jasa rekayasa laser dan optika yang lebih baik.

Berikutnya mengasah kreativitas. Terbatasnya fasilitas penunjang penelitian di Indonesia tidak boleh menghalangi lahirnya penelitian yang berkualitas. Ini dipaparkan Profesor Handojo, dalam salah satu makalahnya yang disampaikan di Konferensi Internasional Terapan Laser dan Optoelektronika (ICOLA) pada akhir tahun 2002 lalu.

Kompetensi dan kreativitas tersebut dapat menghasilkan kemampuan rekayasa yang unggul. Terlebih lagi, jika ceruk (niche) terapan yang spesifik ala Indonesia dapat dengan jeli ditemukan. Beberapa contohnya adalah ide pemanfaatan optika instrumentasi untuk pemantauan kualitas teh petik atau untuk pendeteksian kualitas perairan yang sangat berkaitan dengan kondisi alam khas Indonesia. Pemanfaatan rekayasa laser dan optika yang spesifik tersebut akan menghasilkan jalur pendidikan rekayasa yang tepat guna dan tidak dapat disamai oleh pendidikan sejenis di negara lainnya.

Sumber : Pikiran Rakyat (17 Juli 2003)

» kirim ke teman
» versi cetak
revisi terakhir : 17 Maret 2005

 

  Dikelola oleh TGJ LIPI Hak Cipta © 2000-2014 LIPI