Pemanfaatan Dan Penggunaan Laser

Radiasi cahaya menjelaskan beberapa diantaranya infra merah, sinar ultra violet dan laser, di postingan ini dipaparkan sejarah laser dan pengertian laser serta penggunaan dan pemanfaatannya. Mata kuliah teknologi pencahayan termasuk pada mata kuliah teknik sipil dan arsitektur, maka dari itu di web situs teknik sipil ini dipaparkan beberapa materinya.

Laser

Maser (microwave amplfication samulated emision radiations) ditemukan pada tahun 1954 dan pada tahun 1958 ditemukan laser (Light amplfication stimulated emission radiantions). Sumber laser pertama kali dibuat menggunakan Kristal batu merah delima.

Baru merah delima sebagian besar terdiri dari aluminium oksida yang beberapa atom aluminiumnya diganti dengan atom-atom kromium. Batu merah delima tersebut dibentuk batangan dengan diameter 1,5 cm sepanjang 4 cm pada salah satu ujungnya dibuat benar-benar rata dan dilapisi dengan perak.

Batangan tersebut dipasang di dalam sebuah helically coiled electronic flash tube. Ketika suplai diaktifkan, muatan kapasitor bertambah hingga regangan naik. Kemudian tombol pembakaran ditekan sehingga terjadi lompatan elektron pada tabung yang menyebabkan terjadinya kilatan cahaya dengan intensitas tinggi pada periode yang sangat pendek.

Proses tersebut dinamakan pemompaan yang menghasilkan pulsa cahaya. Pulsa cahaya yang tinggi diperoleh dari atom kromium. Berkas laser adalah monokromatik dan koheren, dapat dihasilkan dengan diameter 0,5 hingga 3 mm.

Jenis laser Argon menghasilkan cahaya dengan panjang gelombang 334 hingga 529 nm, dengan pulsa kuat pada 488 mm (biru) dan 514 nm (hijau). Untuk menghasilkan pulsa (garis gelombang) tunggal daya yang diperlukan berkisar antara 0,5 hingga 5 W.

Gambar Tabel Jenis Laser & Karakteristiknya

Untuk mendapatkan efek pencahayaan misalnya menampilkan logo atau tulisan maupun bentuk-bentuk 3 dimensi pada suatu layar atau awan (pada cuaca gelap) digunakan perangkat optik seperti prisma, lensa, filter, dan cermin.

Untuk meneliti objek yang kecil dapat dilakukan dengan merekam kondisi objek dengan teknik holografi. Berkas laser diarahkan ke cermin dilapis perak yang berfungsi menereruskan dan sebagian dipantulkan (beam spliter) satu berkas diarahkan ke objek melewati cermin dan lensa yang setelah mengenai objek berkas dipantulkan ke lempeng holografi.

Kilau cermin berfungsi memantulkan berkas laser, lensa berfungsi mengatur fokus. Berkas lainnya langsung ke arah lempeng holografi. Kedua berkas tersebut bertemu pada lempeng hologafi dan terjadi interferensi.

Iterferensi menghasilkan titik-titik gelap sebagai hasil interferensi tidak sefasa sehingga saling melemahkan dan titik-titik terang sebagai hasil interferensi yang sefasa sehingga saling memperkuat. Titik-titik atau lingkaran-lingkaran yang terang pada lempeng holografi yang menggambarkan objek untuk selanjutnya dianalisis.

Penggunaan Dan Pemanfaatan Laser

Laser yang umum diketahui sebagai mainan ternyata mempunya berbagai jenisnya, begitu juga untuk penggunaan dan pemanfaatannya. Dibawah ini merupakan penggunakan & pemanfaatan sinar laser pada berbagai bidang.

Penggunaan laser di industri

Laser co, dapat digunakan untuk pengelasan lembaran metal temasuk stain less yang tebalnya 0,75 mm, pada industri otomotif kecepatan pengelasan bisa mencapai 15 m/menit.

Pengelasan adalah menyatukan 2 atau beberapa logam memanfaatkan panas sehingga logam meleleh dan selanjutnya melekar satu sama lain ketika sudah dingin kembali.

Pengaturan diameter berkas laser menentukan intensitas sekaligus panas yang dihasilkan. Temperatur yang sangat tinggi dapat menyebabkan evaporasi pada logam dan proses ini dilakukan jika diinginkan memotong lembaran suatu logam.

Ketika logam di timpa laser akan membentuk suatu rongga yang lazim clisebut "lobang kunci" penetrasi berkas laser juga melalui rongga tersebut dan bagian logam yang meleleh mengisinya sehingga logam menjadi lengket.

Kecepatan pengelasan berbanding terbalik dengan kedalaman pengelasan. Perlakuan panas terhadap logarn dapat menggunakan laser karena laser mampu rnembangkitkan temperatur hingga 16000 C dalam waktu beberapa mili detik.

Besarya energi laser sebanding dengan massa bahan panas jenis dan perubahan temperatur seperti ditunjukkan pada persamaan berikut:

H = m. c. ∆T

Dengan:

H = energi( J)

m= massa (g)

c = panas Jenis

∆T= perubahan temperatur (C)

Laser juga dapat digunakan memotong kayu dan bahan tenunan tanpa merusak struktur, memotong lembaran epoksi pada industri pesawat terbang, mengebor intan (300 kali lebih cepat dibanding menggunakan mata bor tool steels).

Pemanfaatan Laser Di Dunia Kedokteran

Karena diameternya yang sangat kecil, laser dapat digunakan pada bidang kedokteran antara lain photcoagulator (alat untuk operasi retina), menahan perjalaran kanker dengan cara "membakar" kulit tumor, dan pemisahan kromosom pada penelitian genetik.

Baca: Pemanfaatan Radiasi Sinar Inframerah

Terdapat suatu koefisien yang menunjukkan besaran Laser yang diserap oleh suatu jaringan tubuh. Kedalaman penetrasi laser (X_1/2) pada jaringan tubuh sekaligus berfungsi memotong jaringan tergantung pada panjang gelombangya.

Kedalaman penetrasi didefinisikan sebagai titik di mana berkas laser berkurang separonya dari intensitas awal.

Kedalaman penetrasi dinyatakan dengan persamaan:

X_1/2 = (l/ a). ln 2

Dengan:

A = koefisien absorbsi

Pada proses pemotongan jaringan tumor dengan laser terjadi kenaikan temperatur pada jaringan sekelilignya. Karena itu perlu pendinginan terhadap darah dan jaringan sekeliling yang dipotong tersebut.

Pemanfaatan Laser Untuk Pemasangan Pipa

Karena sifatnya koheren maka laser tepat digunakan untuk keperluan penginderaan terhadap kelurusan pemasangan pipa, pengeboran terowongan.

Agar pengeboran terowongan tetap lurus biasanya mesin pengebor dilengkapi dengan photo cell yang merupakan target yang disinar dengan laser.

Pemanfaatan Laser Pada Printer

Laser digunakan pula pada pencetak printer yang cara kerjanya seperti di jelaskan pada gambar dibawah

Skema Kerja Pencetak Menggunakan Laser

Laser dipancarkan ke arah AOM (acousto optic modular) yang selanjutnya diteruskan ke cermin yang terakhir menimpa silinder (rol) sehingga permukaan silinder selalu diselimuti muatan positif. Muatan ini akan berpindah ke kertas.

Sedangkan tinta kering (toner) adalah bermuatan negatif disaputkan pada silinder yang kemudian diputar pada kertas yang bermuatan positif. Karena perbedaan muatan tersebut maka stake dari toner dapat menimbulkan suatu tulisan maupun gambar.

Compact Disk (CD) terbuat dari bahan polikarbonar mampu menyimpan data dalam bentuk dlgital. CD dapat "dibaca" menggunakan laser (tanpa kontak fisik).

CD yang hanya bisa dibaca saja disebut CDROM (compact disk read only memory). Untuk Menghapus data pada CD daat dilakukan dengan: magneto-optik, atau pengubahan fasa, yaitu mengubah bahan CD dari kristal reflektansi tinggi menjadi amforf reflektansi rendah.

Penggunaan Laser Pada Telepon

Laser juga dapat digunakan pada saluran telepon yang memanfaatkan serat optik. Sebagai contoh, laser aluminium galium arsen yang beroperasi pada 45 mHz untuk serat optik mampu melayani 50.000 pelanggan telepon secara serentak.

Bahaya Laser

Laser adalah sumber cahaya tampak sekaligus radiasi UV atau IR yang sangat terkonsentfasi. Walaupun untuk daya yang rendah, kerapatan energi dari titik radiasinya sangar tinggi sehingga potensial menyebabkan bahaya khususnya untuk retina.

Sumber laser lazimnya dilengkapi tanda peringatan tentang bahaya jenis laser, dan daya yang digunakan. Karena itu pekerja yang berkaitan dengan laser harus menggunakan kaca mata pelindung.