Sejarah pengembangan rangkaian optika terpadu

Menurut prespektif sejarah, awal pengembangan system komunikasi optic dimulai sejak di temukannya photophone oleh Alexander graham bell tahun 1880, sepuluh tahun setelah tyndall berhasil memperagakan pemandu cahaya di dalam water  jet. Photophone di maksud berupa piranti yang dapat mengubah intensitas cahaya matahari yang datang padanya sebagai tanggapan terhadap adanya amplitude getaran suatu percakapan.detektor penerima yang di gunakan untuk mengubah kembali variasi intensitas cahaya ke dalam sinyal-sinyal listrik hingga kembali menjadi bunyi adalah terbuat dari bahan selenium. Meski pemakai photophone ini tidak praktis karena cepat melemahnya sinyal optis di sepanjang jalan perambatan, namun penemuannya telah meletakan konsep penting dan gagasan awal bagi system pengembangan system komunikasi optis.

Teknologi gelombang cahaya (lightwave technology) yang di minati untuk maksud komunikasi optic datang pada tahun 1960, yaitu segera setelah laser berhasil di bangkitkan untuk ynag pertama kalinya. Perangkat laser ini, memancarkan berkas monokromatis dalam spectrum cahaya tampak dan inframerah dekat, membuka dan menaikan porsi spectrum elektromagnetik dengan frekuensi sepuluh ribu kali lebih tinggi dari frekuensi yang tersedia dalam system komunikasi radio. Karena kapasitas pengiriman informasi meningkat secara langsung terhadap frekuensi, maka laser secara potensial menjanjikan peningkatan lebar pita (bandwith) empat orde lebih besar dan menaikan pemakaian frekuensi dari 10 GHz (10×10⁹Hz) menjadi 100 THz (100×10¹²Hz). Dengan hanya seporsi kecil dari spectrum frekuensi yang tersedia, sebuah laser dapat membawa semua percakapan telephone secara serentak di amerika utara.

Meskipun laser secara potensial menjajikan penyediaan bandwith yang luar biasa besar , namun serapan yang amat kuat oleh hujan, salju, fog, dan smog menghambat perambatan laser melewati atmosfer. Kendala utama ini berlangsung hingga pengembangan serat optic dengan rugi rendah (low-loss) dapat di realisasi. Pengembangan tersebut bersamaan dengan pengembangan laser semo konduktor moda tunggal, dan berhasil mendemonstrasikan pengiriman informasi pada laju di atas satu miliar bit perdetik (billion per second) sepanjang 130 km dengan laju kesalahan (error rate) hanya satu per miliar bit. Lantas bagaimana perkembangan system komunikasi yang sangat cepat ini membidani lahirnya bidang optika terpadu.

Kemampuan system komunikasi optis dalam mentransmisikan sinyal optis sangat tergantung pada tersedianya repeater sebagai penguat dan perekondisi sinyal secara periodic. Repeater telepon optic umumnya terdiri dari sebuah laser, detector, lensa dan cermin serta beberapa perangkat pendukung lainnya. Peralatan-peralatan tersebut peka terhadap perubahan temperature, di samping itu peka pula gradient termal bila berada diatas meja yang luas serta terletak secara terpisah satu sama lain. Solusi yang sangat elegan pertama kali di ajukan oleh salah seorang anggota peneliti laboratorium bell yang bernama S.E Miler pada tahun 1969, yaitu pembuatan konsep miniatur dari gabungan repeater dan seluruh komponen lainnya dalam sebuah rangkaian optika terpadu atau chip optic yang satu sama lain dihubungkan melalui sebuah saluran transmisi (transmission lines) atau pandu gelombang. Realisasi miniature ini sangat dimungkinkan karena panjang gelombang cahaya pada sepektrum tampak dan inframerah dekat hanya beberapa micron. Sehingga pembuatan reapeter dengan ukuran orde panjang gelombang cahaya maka dimensi system dimungkinkan untuk dibuat hanya dalam beberapa cm saja. Sejak awal tahun1970, berbagai bahan dan teknik pemprosesannya untuk pandu gelombang baik tipe hybrid maupun monolitik mulai dieksploitasi dan dikembangkan, terutama dari kelompok. Bahan polimer, gelas, LiNbQ, dan semikonduktor. Pengembangan optic terpadu ini semakin greget karena bersamaan dengan maraknya pengembangan LED (diode pemancar cahaya), LD (laser diode) semikonduktor, dan pengembangan system komunikasi serat optic.

Walaupun penelitian pada bidang optika terpadu awalnya diarahkan untuk memasok kebutuhan pengembanagan komunikasi optic, aplikasi potensial dari kombinasi sifat khas caya kedalam pengepakan (package) yang luar biasa kecil semakin terlihat.hal ini tidak hanya terbatass pada pengembangan pandu gelombang optic, tetapi juga untuk aplikasi pensaklaran (switching), modulasi, penapisan (filtering), interferometri, pemprosesan sinyal, pandu gelombang terkopel, hingga pembangkitan dan pendeteksian optis. Untuk mendukung fungsi-fungsi tersebut, bidang optika terpadu melibatkan sejumlah teknologi.

(sumber : buku optika terpadu karangan agus rubiyanto dan ali yunus rohedi jurusan fisika, FMIPA INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOVEMBER)