ProsesPenemuan IlmuOleh Profesor Dr. Harith AhmadJabatan Fizik, Fakulti Sains, <strong>Universiti</strong> <strong>Malaya</strong>Teknologi LaserAktiviti-aktiviti kajian dalam bidang fotonik di Makmal Fotonik<strong>Universiti</strong> <strong>Malaya</strong> telah bermula dengan usaha mereka bentuklaser, terutamanya laser keadaan pepejal yang berasaskankristal-kristal tertentu. Fasa awal kajian telah men<strong>um</strong>pu kepadamenjana operasi yang stabil bagi laser jenis delima dan Nd:YAGserta pemahaman yang menyeluruh dalam pembentukandenyutan laser. Beberapa isu yang kompleks timbulterutamanya dalam penggunaan peralatan optik seperti elemenQ-switch yang menggunakan kristal KDP. Perubahan dalamsifat kristal perlu difahami dengan mendalam, terutamanyadalam orientasi paksi optikal bagi menjanakan denyutan Q-switch kuasa tinggi. Namun, pembaikan masih diperlukan bagimenggunakan media m o d e - l o c k e d seperti penyerap bagimenjanakan denyutan mode-locked train. Denganmenggunakan teknik ini denyutan 5 milisaat dapat dipendekkanlagi kepada denyutan nano atau pikosaat bagi aplikasi sains.Pemahaman kelakuan laser ini dapat menjana dasar ilmu yangamat komprehensif dalam dinamik laser yang memainkanperanan penting sehingga sekarang. Pemahaman yangterperinci ini dapat membentuk asas untuk pembangunanteknik-teknik laser yang baru seperti pulse-plucking daripadadenyutan mode-locked train yang menggunakan dua kristal KDPdengan kiraan masa yang kompleks bagi menjanakan denyutanyang sangat pendek yang amat berguna dalam bidang-bidangkajian seperti penjanaan plasma daripada udara.Berasaskan kepada pembangunan ini, teknik-teknik lain jugadapat disempurnakan dalam makmal ini seperti teknik-teknikyang menggunakan harmonik k<strong>edu</strong>a, ketiga, dan keempat. Kamiberjaya menjanakan denyutan infra merah pada 1.06 µmkepada 532 nm, 352 nm dan 266 nm dan menukarkan warnadenyutan kepada hijau, dekat ultra-ungu dan ultra-ungu.Denyutan ini digunakan bagi merangsang bahan bagi kajianspektroskopi dan juga dalam kajian pemahaman dinamik sifatsifatmolekul. Aktiviti-aktiviti kajian ini bukannya bersifat statiktetapi terus maju, terutamanya dalam usaha reka bentuk opticalparametric oscillators dalam kristal kompleks seperti BetaBarri<strong>um</strong> Borate yang pada masanya merupakan bidang kajianyang penting dalam laser. Kami juga dapat menjanakanharmonik dalam ruang ultra-ungu dengan menggabungkangelombang daripada frekuensi-frekuensi berlainan.Pemahaman proses-proses ini adalah amat penting bagimembolehkan penjanaan operasi laser dalam kristal jenis ini.Dalam bidang kajian ini kami telah menerbitkan banyakpenerbitan antarabangsa.Pembangunan berterusan dalam bidang kajian laser jugadiambil, terutamanya dalam bidang kristal baru yang dipamkanoleh diod laser dan Cr. Fosterites yang dipam oleh harmonikk<strong>edu</strong>a laser Nd:YAG. Dari segi peranti laser, makmal ini telahmencapai kemajuan yang banyak dalam usaha peng<strong>um</strong>pulanilmu dalam bidang laser dan kini mempunyai dasar ilmu yangboleh menandingi makmal-makmal berkelas antarabangsa.Kesukaran hanya timbul kerana kekurangan s<strong>um</strong>ber manusiayang mencukupi bagi mengekalkan dan mengembangkanusaha ke dalam bidang-bidang yang berkaitan teknologi tinggidan terbaru. Pada masa tersebut, s<strong>um</strong>ber manusia yang sediaada hanyalah sebagai ahli kaji utama dan beberapa pelajar M.Sc.Peranti Gentian OptikKajian dalam bidang sains laser dan keperluan bagi kajian yangberkesan memerlukan peruntukan yang boleh merangk<strong>um</strong>ij<strong>um</strong>lah berpuluh juta ringgit. Oleh itu, satu bidang kajianalternatif kepada bidang sains laser yang lebih murah perludipertimbangkan untuk mengekalkan usaha kajian dan outputberterusan daripada makmal. Dengan ini kajian bidang perantigentian optik diterokai dengan menggunakan asas ilmu yangdiperolehi daripada bidang laser. Bidang kajian ini mempunyaibanyak aplikasi yang penting dalam bidang telekomunikasi danusaha kajian awal dalam bidang ini adalah bert<strong>um</strong>pu kepadapembinaan optical amplifier dengan peruntukan daripada IRPARMK7. Usaha kajian ini telah menarik perhatian dari syarikattelco tempatan, Telekom Malaysia. Peningkatan peruntukanbagi kajian dalam bidang gentian optik juga dibiayai olehTelekom Malaysia, seterusnya membolehkan makmalmengeluarkan keputusan yang mengkag<strong>um</strong>kan dan memajukanbidang optical amplifier, terutamanya dalam gentian didopkanerbi<strong>um</strong> dan laser gentian.Bahagian Kajian dan Pembangunan (Research andDevelopment Division) Telekom Malaysia telah melaburkanminat yang tinggi ke atas Makmal Fotonik <strong>Universiti</strong> <strong>Malaya</strong> dantelah memberi banyak peruntukan kewangan dan s<strong>um</strong>bermanusia kepada Makmal Fotonik, <strong>Universiti</strong> <strong>Malaya</strong>. Inimembolehkan makmal berkembang dari segi aktiviti dan output.Dalam masa yang singkat, makmal ini telah menghasilkanbanyak produk dan juga terbitan kertas penyelidikan dalamjurnal antarabangsa. Perkembangan bidang penyelidikan jugamerangk<strong>um</strong>i pembentukan peranti gentian optik seperti fusedcouplers, fabrikasi preform gentian optik (optical fiber preform)dan juga waveguide packaging serta penghasilan amplifier optikberkuasa tinggi daripada gentian didopkan erbi<strong>um</strong>. Pada masa8 TITIAN <strong>al<strong>um</strong>ni</strong>
ini, ia merupakan satu makmal yang bertaraf antarabangsa dansetanding dengan makmal-makmal di US, Eropah dan Jepun.Kemajuan-kemajuan ini adalah patut dibanggakan denganpengeluaran banyak penerbitan dalam bidang C-band EDFA,reka bentuk kompleks bagi amplifier optik berkuasa tinggi, L-band EDFA dan sejak kebelakangan ini bidang amplifier optik S-band.Bidang ini adalah bidang terkini peranti optik berasaskan cipyang kecil dan berkos rendah sebagai langkah alternatif kepadakomponen gentian fiber optik yang sedia wujud. KemudahanPLC di <strong>Universiti</strong> <strong>Malaya</strong> adalah satu-satunya kemudahan bagikajian PLC di seluruh kawasan rantau ASEAN, dan dengankemudahan fabrikasi ini banyak peluang baru dapat dibukakandalam penemuan baru dan penghasilan produk terkini. Padamasa sekarang, Makmal Fotonik mencapai kejayaan yangmendalam dalam penghasilan produk-produk seperti pemisah1x8 dan pandu gelombang ʻarrayʼ (Arrayed Wave Guide atauAWG). Teknologi untuk menghasilkan AWG adalah amat sukardan kini makmal sedang berusaha untuk menyelesaikanmasalah-masalah yang timbul. Dengan mengatasi masalahmasalahini, Makmal Fotonik dapat menjadi pusat kajian yangpenting dalam bidang fabrikasi optik.Gambar 1: Antara peralatan berteknologi tinggi di MakmalGentian OptikJ<strong>um</strong>lah penerbitan yang dikeluarkan adalah lebih daripadaseratus terbitan dan ini menjadi petunjuk kepada s<strong>um</strong>banganmakmal ini, terutamanya kepada kemajuan berterusan dalamilmu amplifier optik. Kebanyakan aktiviti kajian makmal inidijadikan asas kepada kajian yang dijalankan oleh makmalmakmaldi Brazil, China dan di sesetengah makmal di Eropah.Makmal ini juga telah mengadakan kerjasama dengan MarconiaSPA bagi mengkomersialkan produk-produk yang dikeluarkanoleh makmal. Namun oleh sebab perselisihan antara TelekomMalaysia dan Marconica SPA yang berpusat di UK, kerjasamaini tidak dapat diteruskan. Walau bagaimanapun, produk-produktersebut masih dikomersialkan dan kini sedang digunakandalam rangkaian kebangsaan Telekom Malaysia dan menjadikomponen utama dalam rangkaian jarak jauh Telekom Malaysia.Litar Pandu Gelombang PlanarSebagai satu perkembangan yang baru, Makmal Fotonik<strong>Universiti</strong> <strong>Malaya</strong> kini mengembangkan bidang kajian dalamproses fabrikasi peranti optik seperti bidang litarpandugelombang (Planar Lightwave Circuit atau PLC) denganperuntukan daripada IRPA RMK8.Gambar 3 : Teknik Fabrikasi lapisan kaca menggunakankaedah “Flame Hydrolysis Deposition” adalah yangpertama di Asia TenggaraProduk-produk ini mempunyai kegunaan yang meluas danbanyak digunakan dalam projek ʻFiber-to-the-Homeʼ (FTTH),iaitu satu usaha untuk membolehkan akses Internet denganmenggunakan gentian optik dan membolehkan Internetmencapai kelajuan dalam lingkungan 2.5 Gbit/s. Dalam masadepan, kami menjangkakan banyak kemajuan ilmu dalambidang ini, seperti menggabungkan peranti elektronik dan optikdalam satu cip. Satu bidang kajian yang kini menjadi t<strong>um</strong>puanadalah pembangunan biosensor atau ʻ l a b - o n - a - c h i p ʼ b a g idigunakan dalam industri kesihatan bagi memerhatikankeadaan kesihatan manusia secara masa sebenar.Sensor Gentian Optik bagiIndustri Minyak dan GasGambar 2 : Ujikaji pemisah 1X8 dan pandugelombang “array”Kebelakangan ini, kita telah berjaya mendapat projek yangbesar daripada Petronas dalam usaha pembangunan sensorgentian optik yang menggunakan teknologi seperti inteferometerFabry-Perot dan Fiber Bragg Grating bagi tujuan memerhatikeadaan dalam perigi minyak dalam masa sebenar. Ini keranapenggunaan gentian optik membolehkan pemerhatian perigiminyak dengan lebih efisien, cepat dan selamat. Dalam projekini, usaha akan dit<strong>um</strong>pukan kepada pembangunan produk danmemajukan teknologi pemerhatian perigi minyak.9 TITIAN <strong>al<strong>um</strong>ni</strong>
Change language