Kata kunci : proses fabrikasi, planar waveguide optical amplifiers, metode pertukaran ion.

Marzuki, Ahmad; Khairuddin*)
Fakultas MIPA UNS, Penelitian, Dikti, Hibah Bersaing, 2007.

Tujuan utama dari penelitian ini adalah untuk memperoleh penguat optik panjang gelombang 1.3 m yang kompak dengan performance yang setara dengan divais yang sama untuk gelombang 1.5 m yang sudah tersedia di pasar. Divais yang akan dibuat ini akan berbentuk planar waveguide berstruktur graded index pada kaca Nd:Aluminium Fluoride. Metode fabrikasi yang akan digunakan adalah metode pertukaran ion (ion Ag+ dengan Na+). Rencana pelaksanaan penelitian adalah tiga tahun. Penelitian dimulai untuk mencari kaitan antara parameter-parameter proses fabrikasi (konsentrasi Ag+ dalam leburan garam, suhu dan lama proses, annealing) dengan sifat optik waveguide yang terbentuk. Dengan diperolehnya informasi ini, fabrikasi waveguide dengan spesifikasi tertentu yang dikehendaki akan dengan mudah dilakukan.
Fokus penelitian tahun pertama adalah kajian experiment mengenai kinetika pertukaran ion Ag+-Na+ pada kaca Nd:Aluminium Fluoride dalam leburan 100 mol% AgNO3 pada suhu dan lama proses yang bervariasi. Karakterisasi waveguide yang akan dilakukan pada tahap ini meliputi: uji transmisi, perubahan refractive index, profile refractive index dan mode waveguide.
Dari hasil penelitian tahun pertama diperoleh bahwa sifat lasing dari kaca setelah di-ion exchange tidak mengalami perubahan. Hal ini ditunjukkan oleh tidak berubahnya spektrum absorpsi dari kaca hasil ion exchange. Analisa Judd-Offelttelah digunakan untuk tujuan ini. Perubahan refractif index dari semua sampel juga relatif seragam. Hasil ini ternyata tidak bergantung pada berapa lama dan pada suhu berapa sampel di-ion exchange. Besar perubahan itu adalah 0.25. Hasil ini meyakinkan hipotesa awal dibangunnya proposal ni bahwasannya besar kenaikan refractif index hanya bergantung pada konsentrasi ion pendifusi di dalam leburan garam. Kegiatan tahun ke-2 yang dibangun atas dasar hipotesa ini dengan demikian tidak akan diragukan lagi akan hasilnya. Hal penting lain adalah kaca aluminium fluoride akan rusak bila pendifusian dilakukan pada suhu yang lebih tingi dari 3000C. Walaupun kenaikan refractive index kaca di permukaan relatif sama namun jumlah mode waveguide dan karenanya tebal lapisan waveguide tidak sama. Semakin lama pendifusian dan tinggi suhu pendifusian jumlah mode yang teramati semakin banyak.
Rencana tahun II. Berdasarkan hasil di atas maka fabrikasi optical waveguide pada tahun kedua akan dilakukan dengan memvariasi kandungan ion Ag+ dalam leburan dan suhu. Jenis karakterisasi yang akan dilakukan sama seperti pada tahun pertama ditambah dengan pengukuran rugi-rugi waveguide. Dengan menggabungkan hasil tahun pertama dan kedua ini, gambaran secara lengkap tentang kinetika pertukaran ion Ag+ dengan Na+ dalam kaca ini dapat diperoleh.
Rencana tahun III. Pada tahun ketiga, waveguide dengan berbagai spesifikasi khusus akan difabrikasi. Pembentukan pola-pola tertentu dengan teknik photolithography akan dilakukan pada sample sebelum proses pertukaran ion dilakukan. Divais optik yang berupa planar waveguide optical amplifiers yang terintegrasi dengan coupler karenanya akan dapat dihasilkan dari penelitian ini.