Analisis Perhitungan Group Delay pada Device Optik dengan Menggunakan Metoda Transfer Function

Abstract

Abstract— Group delay of an optical circuit represents the time required by a signal to propagate through the circuit. In this study, optical circuit analyzed is a two-port ring-resonator (TPRR). TPRR is a circuit consisting of a ring resonator and a straight waveguide, where the ring is placed in proximity to the straight waveguide. In this study, the characteristics of the group delay value on the TPRR circuit, in particular factors that influence the value of group delay such as coupling constant, will be analyzed through computer simulations using Matlab. Other things like critical coupling and the resonant wavelength will also be presented in the analysis. For TPPR parameters used: effective index of 1.6499, attenuation constant of ring and straight waveguide of 0.8 dB/cm and 0.6dB/cm, round-trip ring length of 11916.4 µm, laser wavelength of 1,55µm, and long of TPRR circuit of 5cm, we retrieved some of the analysis results: critical coupling occurs when κ of -0,44394i so the position under coupling is for κ =-1i to κ =-0, 4i on condition the group delay has a negative value, and the position over coupling is for κ = -0,5i to κ = -0,9i on condition the group delay has a positive value. On the conditions of the critical coupling, group delay spectrum is very sharp, the value of the group delay is strongly influenced by the coupling constant. Finally, in this study the resonant wavelength occurs at a wavelength of 1549.9583 nm.

Keywords— Group delay; two-port ring-resonator; transfer function method; coupling constant; critical coupling; resonant wavelength.

Intisari—Group delay suatu rangkaian optik merupakan waktu tempuh suatu sinyal ketika berpropagasi melewati rangkaian. Dalam penelitian ini, rangkaian optik yang dianalisis adalah sebuah rangkaian two-port ring-resonator(TPRR). TPRR merupakan rangkaian yang terdiri dari sebuah ring resonator waveguidedan sebuah straight waveguide, dimana keduanya diletakkan berdekatan. Pada penelitian ini akan dianalisis bagaimana karakteristik group delaypada rangkaian TPRR, secara khusus faktor yang mempengaruhi perhitungan nilai group delaymelalui simulasi komputer menggunakan Matlab. Hal lain seperti critical couplingdan resonant wavelengthjuga akan disampaikan dalam analisis yang dilakukan. Untuk sampel TPRR yang digunakan: indeks efektif pada ringdan straight waveguideadalah sama sebesar 1,6499, konstanta attenuasi pada ringdan straight waveguidemasing - masing 0,8 dB/cm dan 0,6 dB/cm, keliling ring11916,4 μm, panjang gelombang laser1,55 μm, dan panjang TPRR 5 cm, diperoleh beberapa hasil analisis antara lain: critical couplingterjadi pada saat κ sebesar -0,44394i sehingga posisi under couplingadalah untuk κ = -0,1i hingga κ = -0,4i pada kondisi tersebut group delaymemiliki nilai negatif dan posisi over couplingadalah untuk κ = -0,5i hingga κ = -0,9i dimana nilai group delaymemiliki nilai positif. Pada kondisi critical coupling, spektrum group delayadalah sangat tajam, nilai group delaysangat dipengaruhi oleh konstanta kopling. Dalam penelitian ini, resonant wavelengthterjadi pada panjang gelombang 1549,9583 nm.

Kata Kunci— Group delay; TPRR;Transfer function method; konstanta kopling; critical coupling; resonant wavelength.