Electronic Theses and Dissertation

Fiber optik merupakan salah satu peralatan internet yang ramah lingkungan dan berkembang. Penelitian ini membahas penurunan energi yang disebabkan oleh efek atenuasi gelombang elektromagnetik selama perambatan dalam fiber optik. Penurunan energi dianalisis menggunakan dinamika Hamiltonian yang dibangun menggunakan dinamika solusi persamaan Nonlinear Schrödinger (NLS). Dalam penelitian ini, solusi stasioner persamaan NLS ditentukan dengan menggunakan metode Newton-Raphson (NR) dan dinamika solusinya diperoleh dengan menggunakan metode Runge-Kutta orde empat (RK4).Ada beberapa parameter yang divariasikan dalam penelitian ini, antara lain dispersi gelombang group, ketaklinieran, parameter atenuasi, dan potensial perangkap. Solusi stasioner yang dihasilkan pada penelitian ini adalah solusi khusus dari persamaan NLS, yaitu soliton. Berdasarkan solusi analitik yang tertera pada penelitian
ini, solusi stasioner persamaan NLS yang ditentukan dengan metode NR sangat mendekati solusi analitik. Parameter memiliki pengaruh yang signifikan terhadap dinamika solusi persamaan NLS. Hasil dari penelitian menampilkan bahwa untuk nilai parameter atenuasi yang besar, penurunan intensitas gelombang elektromagnetik yang merambat terjadi sangat cepat. Hal ini menjadi indikator dalam pemilihan bahan dasar pembuatan fiber optik yang direkomendasikan memiliki efek atenuasi dan dispersi yang cukup kecil. Dinamika Hamiltonian yang diperoleh menurun selama propagasi. Hal ini menunjukkan bahwa efek atenuasi menyebabkan gelombang elektromagnetik tidak dapat mempertahankan energinya pada saat merambat. Dengan potensial perangkap, dinamika Hamiltonian persamaan NLS yang merepresentasikan energi gelombang elektromagnetik mengalami peningkatan pada awal perambatan dan berfluktuasi selama perambatan. Hal ini menjadi indikator bahwa penggunaan perangkap potensial pada fiber optik memiliki efisiensi yang lebih tinggi dibandingkan fiber optik yang tidak menggunakan perangkap potensial. Berdasarkan hasil yang diperoleh pada penelitian ini, penggunaan bahan utama untuk pembuatan inti fiber optik perlu ditinjau lebih lanjut mengenai pengaruh redaman, dispersi, dan ketaklinieran bahan agar diperoleh perambatan gelombang elektromagnetik yang maksimal.

Kata Kunci : Atenuasi, dispersi, Hamiltonian, persamaan NLS, dan fiber optik.

Optical fiber is one of the equipments on the green and sustainable internet. This study discusses the energy reduction caused by the attenuation effect of electromagnetic waves during propagation in optical fiber. The energy decrease was analyzed using the dynamics of the Hamiltonian which was constructed through the dynamics of the solution to the Nonlinear Schrödinger (NLS) equation. In this research, the stationary solution of the NLS equation was determined using the Newton-Raphson (NR) method and the dynamics of the solution were obtained using the fourth-order Runge-Kutta method (RK4). There are several parameters that are varied in this study, including group wave dispersion, nonlinearity, attenuation parameter, and potential trap. The stationary solution produced in this study is a special solution of the NLS equation, namely the soliton. Based on the analytical solutions listed in this study, the stationary solution of the NLS equation determined using the NR method is very close to the analytical solution. Parameters have a great influence on the dynamics of the solution of the NLS equation. The results obtained show that for large attenuation parameter values, the decrease in the intensity of the electromagnetic waves that propagate occurs very quickly. This is an indicator in the selection of the basic material for making optical fiber, which is recommended to have a fairly small attenuation and dispersion effect. The obtained Hamiltonian dynamics decreased during propagation. This indicates that the attenuation effect causes electromagnetic waves to be unable to maintain their energy as they propagate. With the trap potential, the dynamics of the Hamiltonian of the NLS equation represent the energy of the electromagnetic wave which increases at the beginning of propagation and fluctuates during propagation. This is an indicator that the use of potential traps in optical fiber has a higher efficiency than optical fiber that does not use potential traps. Based on the results obtained in this study, the main material for making optical fiber cores needs to be further reviewed on the effects of attenuation, dispersion, and nonlinearity of materials to obtain maximum electromagnetic wave propagation. Keywords : Attenuation, dispersion, Hamiltonian, NLS equation, and Optical fiber.