Serat Optik untuk penyalur cahaya

Pantulan

Seandainya pembaca suka berenang dan menyelam ke dalam air, coba layangkan pandangan dari bawah air. Pada arah tegak lurus ke atas, langit beserta awan akan tampak (samar karena pandangan harus menembus air). Agak condong ke kiri atau ke kanan, secara samar juga terlihat pohon atau bangunan di tepi kolam renang. Tetapi jika pandangan lebih condong lagi, tamasya luar air tidak tampak sama sekali, terhalang oleh permukaan air yang mengkilat seperti cermin (lihat foto).

kura2

Gejala ini dikenal sebagai pantulan dalam total. Disebut “dalam” karena kejadiannya hanya mungkin di dalam bahan, misalnya jika melihat dari dalam air ke udara, atau jika menyorotkan cahaya dari dalam bongkahan gelas ke udara. Yang penting, bahan di luar (dalam contoh ini udara) harus lebih renggang, artinya indeks biasnya lebih rendah. Kemudian disebut “total” karena cahaya dipantulkan seluruhnya, sebanyak 100%. Ini berbeda dari cermin sehari-hari yang “hanya” memantulkan sekitar 90% cahaya.


Bayangkan sekarang satu batang gelas atau plastik yang bening (lihat gambar). Apabila kita memasukkan cahaya dengan sudut yang cukup condong terhadap dindingnya, akan terjadi pantulan dalam total, cahaya terpantul ke dinding seberang, terpantul lagi dan seterusnya, sehingga cahaya merambat di sepanjang batang.

batanggelas

Tetapi batang seperti itu rentan terhadap gangguan, misalnya jika dinding luar tergores atau kotor, yang pasti berpengaruh buruk pada pantulan. Oleh karena itu batang dibungkus dengan bahan lain yang lebih rendah indeks biasnya (lihat gambar).Dan keseluruhannya dibuat berdiameter kecil, sekitar 50-100 mikrometer. Ini antara lain supaya lebih kuat, karena bahan gelas sekecil serat mudah dilengkungkan, tidak lekas patah dibandingkan batang gelas sebesar pensil.

Ini mewujudkan apa yang dikenal sebagai serat optik. Bagian dalam yang dilalui cahaya disebut inti, sedangkan bungkusnya dinamai selubung.

Frekuensi

Dalam komunikasi, banyaknya informasi yang dapat dikirimkan tergantung pada frekuensi gelombang yang mengangkutnya. Jika informasi “hanya” berupa suara penyiar atau musik kualitas sedang, cukuplah memakai gelombang radio yang frekuensinya di sekitar 1 MHz {1 Megahertz = 1 juta getaran per detik). Tetapi jika harus membawa gambar, pemancar televisi harus bekerja pada frekuensi ratusan MHz.

Padahal cahaya mempunyai frekuensi yang sangat tinggi, antara 1013 dan 1014 Hertz. Mudah dipahami, betapa banyaknya informasi yang dapat dibawa. Ini merupakan keunggulan utama serat optik. Sebagai keunggulan lainnya, cahaya adalah sinyal optik, bukan elektronik. Sinyal elektronik dapat dipengaruhi oleh gangguan listrik, dapat disadap dengan menyolderkan seutas kawat pada kabel, dapat mengakibatkan panas atau bunga api listrik jika terjadi hubungan singkat. Sinyal optik tidak mengenal itu semua.