Perambatan Cahaya pada Pandu Gelombang Makro Berbentuk Trapesium

Oleh :
Dwi Setiawan - M0206028 -

Tulisan ini berisi kajian tentang perambatan cahaya pada pandu gelombang makro berbentuk trapesium. Penelitian dibagi menjadi dua tahap. Tahap yang pertama adalah tahap pengkajian perambatan cahaya secara matematis. Tujuan dari tahapan ini adalah untuk mencari kaitan antara panjang kolektor, kemiringan kolektor, lebar kolektor dan indeks bias kolektor terhadap numerical aperture (NA). Dari kajian kajian ini diperoleh bahwa persamaan umum pemantulan ke-i pada kolektor surya berbentuk trapesium adalah βi=2iα+(2i-1)γ-(2i-1)90° dengan φ adalah sudut puncak kolektor, α dan γ adalah sudut yang terbentuk oleh sisi kolektor terhadap garis yang tegak lurus sumbu kolektor. Selain itu juga diperoleh persamaan umum untuk menghitung panjang kolektor minimum yang diperlukan agar sinar datang dengan sudut datang tertentu (θi) dapat merambat didalam kolektor tanpa melewati sudut kritis (θc) adalah 〖 X〗_n=(r sin⁡γ tan⁡((n-1)α+(n-2)γ))/sin⁡(nα+(n-1)γ) untuk n genap (n=2,4,6,...) dan X_m=(r sin⁡γ tan⁡(mα+(m-1)γ))/sin⁡((m-1)α+(m-2)γ) untuk m ganjil (m=3,5,7,...). Dengan persamaan β dan X dapat diperoleh NA secara matematis. Setelah kajian secara matematik dilakukan, tahap berikutnya adalah menguji hasil tersebut secara eksperimen. Sampel untuk eksperimen ini dibuat dari PMMA (polymethyl methacrylate). Pada tahap eksperimen penelitian ini dibagi menjadi lima tahap yaitu pengukuran absorbasi PMMA, pengukuran reflektansi PMMA, pengukuran indeks bias PMMA, pengukuran NA secara eksperimen, dan membandingkan NA hasil eksperimen dengan hasil perhitungan secara teori. Pada eksperimen yang pertama diperoleh kurva absorbansi dari λ=200nm hingga λ=1000nm. Pada eksperimen yang kedua diperoleh kurva reflektansi PMMA untuk mode gelombang Tranverse Electric (TE) dan Tranverse Magnetic (TM). Pada eksperimen yang ketiga diperoleh indeks bias PMMA. Pada eksperimen yang keempat diperoleh NA kolektor untuk setiap variasi panjang kolektor dengan variasi sudut kemiringan kolektor 83°, 85° dan 87°. Variasi panjang yang digunakan adalah 5,25cm, 6cm, 6,5cm dan 7cm. Dari hasil eksperimen diperoleh hasil NA yang hampir sama dengan hasil perhitungan matematis. Kata kunci : kolektor surya, absorbansi, reflektansi, indeks bias, NA.