1 / 22

COURSE VI : DETEKTOR OPTIK SISTEM KOMUNIKASI SERAT OPTIK

COURSE VI : DETEKTOR OPTIK SISTEM KOMUNIKASI SERAT OPTIK. Overview Materi. Prinsip deteksi optic Karakteristik photodetector Syarat-syarat detector PIN (P Intrinsic N) APD (Avalanche Photodetector). Detektor Optik/Photodetector.

tarak
Download Presentation

COURSE VI : DETEKTOR OPTIK SISTEM KOMUNIKASI SERAT OPTIK

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. COURSE VI : DETEKTOR OPTIKSISTEM KOMUNIKASI SERAT OPTIK

  2. Overview Materi • Prinsip deteksi optic • Karakteristik photodetector • Syarat-syarat detector • PIN (P Intrinsic N) • APD (Avalanche Photodetector)

  3. Detektor Optik/Photodetector • Photodetektor berfungsi untuk mendeteksi cahaya yang datang dan mengubahnya ke besaran listrik. • Persyaratan yang harus dimiliki oleh detektor optik : • Mempunyai sensitivitas tinggi pada daerah operasi panjang gelombang • Responnya cepat (dalam ns) • Derau yang dihasilkan kecil. • Tersedia cukup bandwidth untuk menyalurkan bit rate data yang diterima. • Tidak sensitif terhadap perubahan suhu. • Secara fisik kompatibel dengan dimensi kabel. • Mempunyai waktu operasi yang lama. • Ukurannya kecil

  4. Rangkaian Photodioda • Photodiode dioperasikan pada prategangan balik. • Cahaya yang diterima akan diubah menjadi arus listrik, pada tahanan RL arus tersebut diubah menjadi besaran tegangan. • Perbandingan arus yang dihasilkan photodetector terhadap daya optik yang diterima disebut sensitivitas optik (dinyatakan dalam A/W) • Sensitivitas suatu photodetector sangat bergantung pada panjang gelombang operasi dan bahan photo detector.

  5. Mekanisme Deteksi Cahaya Dilihat Dari Energi Elektron • Bila foton yang datang ≥ band gap energy bahan semikonduktor, foton memberikan energinya dan membangkitkan elektron dari pita valensi dan pita konduksi. • Proses ini membangkitkan pasangan elektron-hole bebas yang disebut photo carrier. • Photo carrier ini dihasilkan pada daerah deplesi / active region. • Medan listrik yang tinggitimbuldidaerahdeplesiiniakanmenimbulkanarus. • Arusinidisebut photo current (Ip).

  6. Jenis-jenis Photodetector • Dioda PIN (P Intrinsic N) • Dioda APD (Avalanche Photo Diode)

  7. Photodetector PIN Prinsip kerja dioda PIN : • Mengubah energi optik (foton) yang diterima menjadi arus keluaran berdasarkan photo voltaic effect • Memerlukan bias mundur (reverse bias)

  8. Karakteristik Photodetector PIN • Responsitivity (R) dimana : R adalahresponsitivity (dalam A/W) Ipadalaharus photo detector P0 adalahdayaoptikditerima η adalahefisiensi kuantum e adalah muatan elektron h adalah konstanta Planck f adalahfrekuensi

  9. Karakteristik Photodetector PIN • Efisiensikuantum (η) • EfisiensiKuantumadalahperbandinganantarapasanganelektron-hole terhadapfoton yang datangpada diode. • Hubunganantaraefisiensikuantumdenganresponsitivitydanpanjanggelombang Catt. Padaumumnyaη < 1 dimana : re adalah rate elektron yang dihasilkan (electrons/s) rp adalah rate foton yang datang pada diode (photons/s) dimana : R adalah responsitivity (dalam A/W) λ adalah panjang gelombang (dalam μm)

  10. Karakteristik Photodetector PIN • Kecepatanrespon (rise time)  ditentukanolehkarakteristik rise time detektortersebut Bandwidth adalahfrekuensimaksimum yang dapatdideteksiolehphotodioda, dibatasiolehwakturespon (rise time) • Dayaoptik minimum (MRP : Minimum Required Power) merupakandaya minimum diperlukanpada BER (Bit Error Rate) tertentu

  11. Photodetector APD Prinsip kerja : APD bekerja pada reverse bias yang besar pada medan listrik yang tinggi terjadi avalanche effect yang menghasilkan impact ionization berantai dan terjadi multiplikasi avalanche sehingga terjadi penguatan atau multiplikasi arus. Multiplikasi M photodiode ditentukan oleh : M = IM/Ip di mana : IM adalah nilai rata-rata total arus output yang dimultiplikasi Ip adalah arus photo yang tidak dimultiplikasi

  12. Photodetector APD Gain (M) meningkat jika diberikan tegangan dengan reverse bias : di mana : n adalah nilai konstan VBR adalah tegangan breakdown detektor (sekitar 20 – 500 V)

  13. Karakteristik Photodetector APD • Responsivity : RAPD = RPIN M dimana : M adalahfaktormultiplikasi APD danberhargaantara 10 – 250. • Panjang gelombang operasi : λ = 1,24/Eg(eV) μm

  14. Karakteristik Photodetector • Absorption • Penyerapan foton di dalam photodioda menghasilkan photocurrent yang tergantung kepada koefisien absorpsi (o) cahaya di dalam semikonduktor device. • Koefisien absorpsi tergantung pada panjang gelombang • Daya yang diserap photodioda : dimana : Pabs adalah daya yang diserap Po adalah daya dari FO d adalah lebar dari active region o adalah koefisien absorpsi

  15. Karakteristik Photodetector Absorption • Photocurrent (Ip) dihasilkan oleh cahaya yang datang dari daya optik yang diterima dari FO dimana : e adalah elektron r adalah koefisien pantulan Fresnel d adalah lebar dari active region o adalah koefisien absorpsi Hubungan antara Pabs, Po, dan ηadalah :

  16. Karakteristik Photodetector Absorption • Photocurrent (Ip) dihasilkan oleh cahaya yang datang dari daya optik yang diterima dari FO dimana : e adalah elektron r adalah koefisien pantulan Fresnel d adalah lebar dari active region o adalah koefisien absorpsi

  17. Daerah Operasi Berbagai Tipe Sumber, Serat dan Detektor Optik

  18. Petunjuk Pemilihan Komponen Link Optik

  19. Contoh Soal • Berapakah lebar daerah deplesi photodioda InGaAs yang dibutuhkan untuk mendapatkan efisiensi kuantum sebesar 70%? Diketahui o= 1 x 105 cm-1

More Related