- Detektor optis umumnya menyangkut efek kuantum
- Energi foton hc
Ep= h
- Frekuensifoton bergantung pada energi yang dilepas atau diterima saat elektron berpindah tingkat energinya
- Spektrum gelombang optis
Densitas Daya Sprektral
Definisi unit optis
• Radiometrik
– energi radian, Qe, J (Joule)
– fluks radian, P, W (Watt)
– emitansi radian (terpancar), W, W/m2
– iradiansi (diterima), H, W/m2
– intensitas radian, J, W/rad
– radiansi, N, W/rad m2
• Fotometrik
– efikasi luminus, K, lm/W
– efisiensi luminus, V
– energi luminus, Qr, talbot (lm s)
– fluks luminus, F, lm
• Radiometrik
– emitansi luminus, L, lm/ft2
– iluminasi, E, lux
– intensitas luminus, I, candela
– luminansi, B, cd/cm2
Transduser
Memanfaatkan efek kuantum (pada) junction, energi yang diterima oleh elektron memungkinkan elektron pindah dari ban valensi ke ban konduksi pada kondisi bias mundur
Konstruksi,
(1) junction harus dekat permukaan
(2) lensa untuk memfokuskan cahaya
Dioda Photo
Karakteristik dioda foto
– arus bergantung linier pada intensitas cahaya
– respons frekuensi bergantung pada bahan (Si 900nm, GaAs 1500nm, Ge 2000nm)
– digunakan sebagai sumber arus
– junction capacitance turun menurut tegangan bias mundurnya
– junction capacitance menentukan respons frekuensi arus yang diperoleh
Rangkaian pengubah arus ke tegangan
- sederhana dengan resistor - lebih sensitif dengan OpAmp
Transisitor Foto
– kombinasi dioda foto dan transistor dalam satu chip
– transistor sebagai penguat arus
– linieritas dan respons frekuensi tidak sebaik dioda foto
Karakteristik Transisitor Foto
Sel Fotovaltik
- menghasilkan arus/tegangan saat teriluminasi cahaya
- digunakan untuk membangkitkan daya dari cahaya (matahari)
- untuk pengukuran terhubung singkat
Karakteristik Sel Fotovoltaik
Light Emitting Diode (LED)
prinsip kerja kebalikan dari dioda foto
warna (panjang gelombang) ditentukan olh band-gap
intensitas cahaya hasil berbanding lurus dengan arus
nonlinieritas tampak pada arus rendah dan tinggi
self heating (pemanasan sendiri) menurunkan efisiensi pada arus tinggi
Karakteristik Arus Tegangan
– mirip dengan dioda biasa
– cahaya baru nampak pada tegangan 1.4 - 3.5 volt
– tegangan threshold dan energi foton naik menurut energi band-gap
– junction mengalami kerusakan pada tegangan 3 volt
– gunakan resistor seri untuk membatasi arus/tegangan
Karakteristik Arus Tegangan LED
Tegangan Pada LED
Color Potential Difference (LED voltage)
Infrared : 1.6 V
Merah : 1.8 V - 2.1 V
Orange : 2.2 V
Kuning : 2.4 V
Hijau : 2.6 V
Biru : 3.0 V - 3.5 V
Putih : 3.0 V - 3.5 V
Ultraviolet : 3.5 V
Menentukan Nilai Resistor Pada LED) series / parallel berdasar pada HK.Ohm's , V = IR
Nilai Resistor = (Teg. source – Teg. LED voltage) / LED current
Merah LED resistor values (12 V- 1.8V) /0.02 A = 510 ohms
Biru LED resistor values (12V - 3V) / 0.02 A = 450 ohms
Putih LED resistor values (12V -3V)/0,02 A = 450 ohms
Kuning LED resirtor values (12 V – 2,4)/0.02 = ………..
Hijau LED resirtor values (12 V – 2,6)/0.02 = ……….
Photomultiplier
- memanfaatkan efek fotoelektrik
- foton dengan nergi lebih tinggi dari workfunction melepaskan elektron dari permukaan katoda
- elektron dikumpulkan (dipercepat) oleh anoda dengan tegangan (tinggi)
- multiplikasi arus (elektron) diperoleh dengan dynode bertingkat
- katoda dibuat dari bahan semitransparan