Selasa, 04 Januari 2011

Kristal Fotonik bercita-cita Menggeser Dominasi Teknologi Elektronik


Kebutuhan akan teknologi komunikasi dewasa ini berkembang begitu cepat. Hal tersebut telah mendorong untuk tersedianya perangkat-perangkat komunikasi yang mampu mentransfer data dengan volume besar dan kecepatan tinggi. Transistor elektronik, sebagai basis dari perangkat-perangkat elektronik mempunyai keterbatasan fisik untuk peningkatan bandwidth dan kecepatan. Dan diperkirakan dalam satu atau dua dekade kedepan akan mengalami stagnasi. Untuk mengatasi stagnasi tersebut, teknologi optik merupakan alternatif jalan keluar. Optik mampu mentransfer data dengan volume lebih besar dan kecepatan lebih tinggi dibanding elektronik. Keberhasilan dalam teknologi fiber optik terbukti telah merevolusi teknologi komunikasi, walaupun dalam teknologi pengolahan dan distribusi data masih berbasis elektronik. Pengembangan selanjutnya adalah mewujudkan all optical integrated signal processing, sehingga pengolahan sinyal akan jauh lebih cepat dibandingkan dengan pengolahan sinyal yang berbasis elektronik. Harapan tersebut dapat dicapai, jika dapat menguasai teknologi kristal fotonik yang merupakan basis dari teknologi divais optik.

Selain itu, teknologi komputer juga berkembang sangat cepat, setiap tahun diperkirakan jumlah komponen elektronik dalam suatu microchip akan menjadi dua kali lipat untuk meningkatkan kecepatan komputer menjadi duakalinya. Gordon Moore dari intel pada tahun 1960 (Physics world, photonic crystal, January 2008) memperkirakan bahwa peningkatan kecepatan komputer akan mengalami batas maksimal dalam beberapa tahun ke depan. Peningkatan kecepatan komputer dengan teknologi elektronik tidak akan mampu melebihi 10 GHz. Dilain pihak para peneliti memprediksi bahwa kecepatan komputer dapat mencapai beberapa ratus terahertz jika basis teknologi menggunakan optik (cahaya). Peningkatan kecepatan tersebut dapat dilakukan jika prosesor elektronik diganti dengan prosesor optik yang terdiri dari komponen-komponen optik yang dibuat dari kristal fotonik.

Kristal fotonik adalah material dielektrik yang memiliki indeks bias atau permitivitas berbeda secara periodik, sehingga dapat mencegah perambatan cahaya dengan frekuensi dan arah tertentu. Rentang daerah frekuensi tersebut dinamakan photonic band gap (PBG). Menurut dimensinya, kristal fotonik dibedakan menjadi tiga jenis, yaitu kristal fotonik 1D, 2D, dan 3D. Kristal fotonik dapat melokalisasi dan/atau memandu cahaya pada suatu daerah tertentu, dengan cara menambahkan cacat (defect) yang berupa material dengan indeks bias berbeda.

Sebagai contoh misalnya pada divais pandu gelombang yang merupakan salah satu divais optik penting dalam mewujudkan optical integrated circuit. Pandu gelombang berfungsi untuk menghubungkan antar divais optik seperti halnya kabel dalam rangkaian elektronika. Pandu gelombang konvensional tidak mungkin untuk diaplikasikan pada integrated circuit, karena menggunakan prinsip total internal reflection (TIR). Pandu gelombang dengan basis TIR tidak dapat diaplikasikan pada belokan-belokan tajam, karena akan menimbulkan loss yang tinggi. Sedangkan pandu gelombang yang berbasis kristal fotonik, proses pemanduan gelombang optik mengunakan prinsip Bragg reflection. Pandu gelombang dengan basis Bragg reflection tidak dipengaruhi oleh sudut datang cahaya, tetapi lebih dipengaruhi oleh adanya band gap pada bahan kristal fotonik. Dengan menambahkan cacat pada kristal fotonik, maka cahaya pada frekuensi band gap akan dipandu sepanjang cacat tanpa dipengaruhi oleh sudut datang cahaya. Dengan demikian, pandu gelombang dari kristal fotonik memungkinkan untuk memandu cahaya pada belokan-belokan tajam sekalipun.

Sumber : http://sahrulh.wordpress.com/2010/02/03/kristal-fotonik-bercita-cita-menggeser-dominasi-teknologi-elektronik/

0 comments:

Related Posts Plugin for WordPress, Blogger...