Kajian Eksperimental Sensor Pergeseran Rentang Panjang Menggunakan Serat Optik Berstruktur Singlemode-Multimode-Singlemode (SMS)

Pergeseran struktur bangunan seperti gedung dan jembatan dapat menimbulkan kerusakan dan bencana. Pergeseran struktur bangunan dapat terjadi karena pengaruh getaran dan pelapukan bahan. Untuk memonitor adanya pergeseran struktur bangunan diperlukan sensor pergeseran dengan sensitivitas tinggi dan rentang pengukuran yang panjang. Pada penelitian sebelumnya, Harald dkk (2005) telah merancang sensor pergeseran dengan Fiber Bragg Grating (FBG). Untuk mendapatkan rentang pergeseran yang lebih panjang, sumbu sensor dibuat membentuk kemiringan atau konfigurasi sudut terhadap arah pergeseran. Namun, penggunaan FBG memerlukan sistem interogasi yang mahal dan kompleks. Pada penelitian ini, serat optik berstruktur singlemode-multimode-singlemode (SMS) dirancang sebagai sensor pergeseran rentang panjang dengan konfigurasi sudut terhadap arah pergeseran. Sensor optik berstruktur SMS merupakan salah satu sensor yang mudah dan murah difabrikasi dibandingkan dengan FBG. Pemberian sudut atau kemiringan pada sumbu sensor akan memperkecil regangan,sehingga sensor SMS dapat mengukur pergeseran pada rentang yang lebih panjang. Pada penelitian ini terdapat dua parameter yang dapat mempengaruhi kinerja sensor: i) panjang serat optik multimode, dan ii) kemiringan sensor, terhadap sensitivitas dan rentang pergeseran pengukuran. Pengukuran daya optik pada eksperimen ini menggunakan optical power meter JDSU OLP 38 dan laser OLS 35 dengan panjang gelombang 1550 nm dan 1310 nm. Ketika digunakan laser dengan panjang gelombang (λ) 1550 nm, maka sensitivitas terbaik terdapat pada sensor SMS yang menggunakan panjang serat optik multimode 8 cm dengan sensitivitas 0,033 dBm/mm. Ketika digunakan laser dengan panjang gelombang (λ) 1310 nm maka diperoleh sensitivitas terbaik pada sensor SMS yang menggunakan panjang multimode 10 cm dengan sensitivitas 0,038 dBm/mm.Ketika sumbu sensor diberi kemiringan atau sudut θ = 200 maka sensor dapat mencapai rentang pergeseran sepanjang 0 – 8 mm.Hasil rancangan sensor menunjukkan sensitivitas dan rentang pengukuran yang baik dan sesuai untuk sensor pergeseran rentang panjang dalam berbagai aplikasi. =============================================================================== Displacement on the civil structures such as buildings and bridges can cause destructions and disasters. Displacement on the civil structures can be caused by seismic activities and weather factors. In order to monitor the displacement in the civil structures, it is required a high sensitivity of a long range displacement sensor.In the previous research, Harald et al, (2005) has proposed a fiber-Bragg grating (FBG) as a long range displacement sensor.To obtain a longer range displacement, the FBG fiber axis is modified to create an inclination or an angle configuration to the applied displacement. However, the FBG implementation needs a complex and expensive interrogation system. In this thesis, a singlemode-multimode-singlemode (SMS) fiber structure is designed as a long range displacement sensor by using the angle configuration to the applied displacement. The SMS fiber structure –based sensors is a simpler and inexpensive in term of fabrication as compared to the FBG. The applied angle or inclination sensor axis to the displacement will reduce the strain and therefore the SMS sensor can measure a longer displacement range. There were two parameters can induce the sensor’s performance need to be investigated: i) the multimode section length of the SMS fiber structure, and ii) the sensors’ inclination with respect to its sentivity and displacement range. Optical power measurement were employed in this experimental by utilizing a laser source OLS35 with the output wavelength of 1550 nm and 1310 nm, and an optical power meter JDSU OLP 38.For the operational laser wavelength of 1550 nm, the best sensitivity can be obtained when the length of multimode section is 8 cm with the sensitivity of 0.033 dBm/mm. In the other hand, the best sensitivity of 1310 nm light source can be obtained when the multimode section length is 10 cm with the sensitivity of 0.038 dBm/mm. It was demonstrated that the sensor configuration with the inclination of θ = 200 can achieve a displacement range from 0 to 8 mm. The current design show a good sensitivity and measurement range which is suitable for the long range displacement sensor in any applications