Photonic Crystal Fiber Pada Sayap Kupu-kupu
Oleh Anawati
Hubungan satu Ilmu dengan ilmu lain sangatlah erat. Tidak ada satu ilmu yg lebih unggul dari ilmu yang lain. semuanya saling mendukung. dan yang lebih penting lagi adalah seberapa besar peran ilmu itu untuk mendekatkan diri kita kepada Sang Pencipta.
........."Katakanlah: Sekiranya lautan menjadi tinta untuk (menulis) kalimat-kalimat Tuhanku, sungguh habislah lautan itu sebelum habis (ditulis) kalimat-kalimat Tuhanku, meskipun Kami datangkan tambahan sebanyak itu (pula)"......(Al-Kahfi:109)
........."Dan seandainya pohon-pohon di bumi menjadi pena dan laut (menjadi tinta), ditambahkan kepadanya tujuh laut (lagi) sesudah (kering)nya, niscaya tidak akan habis-habisnya (dituliskan) kalimat Allah. Sesungguhnya Allah Maha Perkasa lagi Maha Bijaksana"...... (Luqman :27)
---------------------------------------
....intermezzo.........
me : why do we have many holes in the cladding of the fiber? isnt it difficult to make those holes within diameter about 2micron?if there�s no significant results, can we just use the conventional fiber? means we reduce one step fabrication.
David : well that�s the art of this science. once you eliminate the hole or change the distance among the holes. the result will be different.find out by yourself.
Itu satu pertanyaan yg saya ajukan pd supervisor saya saat pertemuan pertama untuk tesis. fiber optik memang sangat populer saat ini sebagai alternatif pengganti kabel listrik sebagai kompensasi dari kebutuhan akan akses informasi cepat yg semakin tinggi. Fiber optik merupakan kumpulan sejenis kabel berukuran sehelai rambut dari bahan silika glass yg mengirimkan informasi berupa cahaya (foton).
Impian para scientist dari dunia optoelektronik, tepatnya material optoelektronik, adalah memanfaatkan cahaya sebagai media untuk mengirimkan informasi dari satu tempat ke tempat lain. sebagian telah dapat kita nikmati dalam bentuk piringan CD, kabel internet, telp dll. namun untuk kabel harganya memang relatif lebih mahal.
Mengapa ini menjadi impian besar para scientist saat ini? Sebab informasi yg dikirimkan bisa 1000x lebih banyak (THz dibanding GHz) dibanding jika menggunakan kabel biasa. Ini tidak lain karena foton telah menggantikan elektron. Dalam kabel biasa yg mengalir adalah elektron sementara dalam fiber optik adalah foton alias cahaya. jika ini berhasil maka bisa kita bandingkan kecepatan kerjanya akan minimal 100x lipat. sebagai gambaran, kecepatan elektron sekitar 2.42 x 10^6 m /sec sedang kecepatan cahaya adalah 3x10^8 m /sec.
Prof. Eli Yablonovitch dari jurusan electrical engineering, UCLA berhasil menemukan suatu fiber khusus dalam rangka mewujudkan impian ini. setelah selama satu tahun melakukan riset meskipun orang-orang dari dunia semikonduktor mengatakan riset itu sia-sia belaka, dia tetap bertahan. thn 1999 beliau berhasil membuat struktur fiber seperti sarang madu. Hasil temuannya ini dinamakan Photonic crystal fiber (PCF). fiber ini terdiri dari inti (solid core dr silica) berukuran sekitar 7 micro dan cladding (pelindung) yg terdiri dari banyak lubang (berisi udara) berukuran 2 micro tersusun dengan jarak periodik tertentu menyerupai sarang madu (honeycomb). keunggulan PCF adalah sensitivitasnya, jika sedikit saja jarak antar lubang pada cladding atau ukuran claddingnya diubah maka cahaya yg diteruskan akan berubah warnanya. dan jika ada sedikit saja cacat misal ada satu saja lubang yg ukurannya tidak sama dengan lubang lainnya maka tidak akan ada cahaya yg diteruskan sama sekali demikian juga jika ada jarak antara satu lubang dg lubang lain tidak sama.
Pertanyaan yg timbul selanjutnya adalah darimana Prof.Yablonovitch dapet ide membuat fiber seperti itu? ternyata sumbernya adalah sayap kupu-kupu (butterfly dan moth). Gejala yang sama ditemui pada sayap kupu-kupu. dari dunia biologi diketahui ternyata warna yang timbul dari kupu-kupu bukanlah hasil dari pigmentasi seperti warna kulit kita atau hijaunya daun. warna pada kupu-kupu timbul dari hasil interaksi cahaya dengan struktur khusus pada sayapnya. cara kerjanya adalah untuk sederhananya kita ambil contoh lapisan minyak diatas air. dari sudut yg berbeda kita pandang lapisan minyak tsb maka warna yg tampak akan berbeda. Itulah sebabnya kita melihatnya berwarna-warni seperti pelangi. hal ini terjadi karena bergabungnya cahaya yg terpantul dari permukaan minyak dan cahaya yg terpantul dari ketebalan tertentu dibawah permukaan yg semula tidak terpantul di permukaan.
...."(yaitu) orang-orang yang mengingat Allah sambil berdiri atau duduk atau dalam keadan berbaring dan mereka memikirkan tentang penciptaan langit dan bumi (seraya berkata): "Ya Tuhan kami, tiadalah Engkau menciptakan ini dengan sia-sia, Maha Suci Engkau, maka peliharalah kami dari siksa neraka."..... (Ali`Imran :191)
Dari sini kita tahu ternyata struktur sayap kupu-kupu sangatlah rumit dan jika ingin ditiru memerlukan ketelitian yang sangat tinggi dengan tingkat kegagalan yg tinggi juga disamping ukurannya sangat kecil untuk terjangkau mata kita.
Para fisikawan dan ahli biologi dari liquid crystal group menemukan juga bahwa kulit dari kepik dan beberapa jenis serangga lain yg berwarna-warni ternyata juga bukan hasil dari pigmentasi. kulitnya terbuat dari bahan liquid crystal, sejenis dengan bahan yg digunakan pada layar laptop atau flat TV. selama ini kita hanya mengenal 3 jenis zat yaitu padat, cair, dan gas. ternyata ada jenis zat lain yaitu liquid crystal yg mempunyai manfaat yg luar biasa dibidang elektronik dan medis. zat ini merupakan fasa pertengahan antara padat dan cair. Jika cahaya mengenai bahan ini maka akan timbul interaksi berupa pantulan, interferensi cahaya dll yg menimbulkan warna yg sangat indah.
...Subhanallah, semua makhluk didunia ini telah diciptakan Allah SWT dengan sangat teliti dan sempurna. dan sangatlah mustahil jika itu terjadi dengan sendirinya....
Ternyata dari pengetahuan di dunia biologi bisa membawa ke penemuan di bidang elektronik dan saya yakin sekali masih banyak penemuan dibidang2 lain yg dimanfaatkan untuk menunjang bidang ilmu lainnya.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar