Pemantulan pada bidang batas

Pemantulan Pada Bidang Batas

Fenomena pemantulan cahaya menjadi penting pada perancangan sistem komunikasi serat optik. Dalam sistem ini terdapat tiga bidang batas dimana pemantulan dapat terjadi, yaitu :

1. Batas udara-gelas saat cahaya dikopel dari sumber ke dalam serat,

2. Batas teras serat dengan kulit,

3. Batas udara-gelas saat dua serat akan disambung.

Ketiga bidang batas pemantulan tersebut dapat dilihat pada gambar :

Dispersi yang menyebabkan penurunan amplitudo signal analog

Bidang batas pemantulan dalam sistem komunikasi optik

Pada saat pengkopelan cahaya dari sumber ke serat dan pada tempat penyambungan serat, pematulan cahaya harus dapat diminimalkan, karena proses pemantulan ini akan mengurangi atau memperkecil daya yang ditransmisikan (diteruskan ke medium kedua). Sebaliknya, pemantulan di dalam serat harus tinggi agar cahaya dapat terjebak dan terus merambat sampai ke ujung penerima.

Gelombang datang pada bidang batas, sebagian dipantulkan sebagian diteruskan

Penghitungan rugi-rugi pemantulan paling sederhana adalah pada pemantulan cahaya yang datang sejajar garis normal dibawah. Koefisien pemantulan ρ adalah perbandingan besarnya medan listrik yang datang dengan medan listrik terpantul, yaitu : 

Pemantulan Sudut Kritis

Jika sudut datang lebih besar dari suatu nilai tertentu (yang disebut sudut kritis, θ_C), maka akan terjadi pemantulan total. Besarnya sudut kritis dapat diketahui dari persamaan, Karena nilai sinus tidak pernah lebih besar daripada satu, maka dari persamaan tersebut dapat diambil kesimpulan bahwa sudut kritis hanya dapat terjadi jika n₁ > n₂ , yaitu saat cahaya merambat dari medium dengan indeks bias yang lebih tinggi ke medium dengan indeks bias yang lebih rendah.

Pada gambar diatas diperlihatkan sudut datang sama dengan sudut kritis dimana cahaya dibiaskan menyusur bidang batas kedua medium. Jika sudut datang diperbesar, maka cahaya tidak akan dibiaskan menuju medium kedua tetapi akan dipantulkan kembali ke medium pertama. Pemantulan sempurna pada bidang batas antara dua dielektrik disebut pemantulan internal total. Pemantulan seperti inilah yang sangat bermanfaat untuk menjelaskan perambatan cahaya pada serat optik. Berikut diperlihatkan tabel yang memuat beberapa sudut kritis untuk berbagai bidang batas antara dua dielektrik.

Pembiasan pada sudut datang sama dengan sudut kritis