
|
Universitas Negeri Surabaya
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Program Studi S2 Fisika
|
Kode Dokumen |
SEMESTER LEARNING PLAN |
Course |
KODE |
Rumpun MataKuliah |
Bobot Kredit |
SEMESTER |
Tanggal Penyusunan |
OPTIKA TERPADU |
4510203024 |
Mata Kuliah Pilihan Program Studi |
T=3 |
P=0 |
ECTS=6.72 |
1 |
4 Januari 2025 |
OTORISASI |
Pengembang S.P |
Koordinator Rumpun matakuliah |
Koordinator Program Studi |
Dr. Muhimmatul Khoiro, S.Si.
|
Dr. Muhimmatul Khoiro, S.Si.
|
NUGRAHANI PRIMARY PUTRI |
Model Pembelajaran |
Case Study |
Program Learning Outcomes (PLO)
|
PLO program Studi yang dibebankan pada matakuliah |
PLO-3 |
Mengembangkan pemikiran logis, kritis, sistematis, dan kreatif dalam melakukan pekerjaan yang spesifik di bidang keahliannya serta sesuai dengan standar kompetensi kerja bidang yang bersangkutan |
PLO-5 |
Mampu mengelola riset dan mengembangkan keilmuan fisika atau fisika terapan untuk menghasilkan model/metode/teori yang teruji dan inovatif, serta mempublikasikannya pada forum atau jurnal ilmiah pada tingkat nasional/internasional. |
PLO-7 |
Mengembangkan model matematis dan atau model fisis dengan pendekatan inter- atau multidisiplin untuk menyelesaikan masalah IPTEKS terkait dengan Fisika. |
Program Objectives (PO) |
PO - 1 |
Mengembangkan pemikiran logis dan sistematis untuk menganalisis karakteristik komponen-komponen kunci (sumber optik, detektor, konektor, coupler) dan mengevaluasi unjuk kerja sistem komunikasi serat optik melalui pemodelan power budget dan rise-time budget
|
PO - 2 |
Mampu menganalisis secara sistematis prinsip-prinsip fisis dan memodelkan secara matematis fenomena perambatan cahaya, dispersi, dan atenuasi (rugi-rugi) dalam berbagai jenis serat optik
|
PO - 3 |
Mengembangkan gagasan inovatif mengenai potensi aplikasi teknologi serat optik, seperti pada bidang sensor atau sistem komunikasi generasi berikutnya, berdasarkan analisis kritis terhadap tren riset dan perkembangan keilmuan terkini
|
Matrik PLO-PO |
| |
| PO | PLO-3 | PLO-5 | PLO-7 | | PO-1 | ✔ | | | | PO-2 | | | ✔ | | PO-3 | | ✔ | |
|
Matrik PO pada Kemampuan akhir tiap tahapan belajar (Sub-PO) |
| |
| PO |
Minggu Ke |
| 1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
| PO-1 | ✔ | | | ✔ | ✔ | | | | ✔ | ✔ | | | | | | | | PO-2 | | ✔ | ✔ | | | ✔ | | | | | | | ✔ | ✔ | | | | PO-3 | | | | | | | ✔ | ✔ | | | ✔ | ✔ | | | ✔ | ✔ |
|
Deskripsi Singkat Mata Kuliah
|
Mata kuliah Optika Terpadu membahas prinsip dasar dan penerapan teknologi optik dalam sistem komunikasi optik dan pemrosesan sinyal. Materi yang dipelajari mencakup konsep-konsep dasar tentang gelombang elektromagnetik, interferensi, difraksi, dan polarisasi, serta aplikasi teknik-teknik tersebut dalam sistem optik terpadu. Pada dasarnya, optika terpadu adalah cabang dari ilmu optika yang mempelajari penggunaan komponen-komponen optik dalam ukuran kecil dan terintegrasi, serta pemrosesan informasi melalui gelombang optik. Topik utama dalam mata kuliah ini meliputi, struktur dan karakteristik bahan optik terpadu, panduan dasar tentang gelombang cahaya dalam media optic, teknik fabrikasi komponen optik terpadu seperti waveguides, modulators, dan detektor optik, penggunaan optika terpadu dalam aplikasi komunikasi optik, sensor, dan perangkat fotonik lainnya dan analisis dan desain sistem optik terpadu untuk aplikasi praktis dalam kehidupan sehari-hari. Mata kuliah ini akan memberikan dasar teori serta keterampilan praktis dalam merancang dan menganalisis sistem optik terpadu yang digunakan dalam teknologi komunikasi modern. |
Pustaka
|
Utama : |
|
- Allard, F. C. (Ed.). (1990). Fiber optics handbook for engineers and scientists. McGraw-Hill.
- Yariv, A., & Pepper, D. (1996). Optical Waves in Crystals: Propagation and Control of Laser Radiation. Wiley
|
Pendukung : |
|
- Khoiro, M., Yantidewi, M., Firdaus, R. A., Haryadi, D., Tyas, S. H. Y., Laila, N. N., ... & Muadhif, F. I. (2023, November). Lead (Pb) Detection Analysis Based on Multimode Plastic Optical Fiber Sensor. In 2023 International Conference on Radar, Antenna, Microwave, Electronics, and Telecommunications (ICRAMET) (pp. 337-340). IEEE.
- Anargiansyah, M. B., Pramudya, F. R. A., Fayensi, B. R. P., Hikmah, R. N., Ghani, M. F., & Khoiro, M. (2024, November). Simulation of Cadmium (Cd) detection in palm oil using optical fiber sensors. In Journal of Physics: Conference Series (Vol. 2900, No. 1, p. 012043). IOP Publishing.
- Laila, N. N., Khoirunnisa, S. A., & Khoiro, M. (2024). Characterization and Determination of Lead Concentration in Water Using Bending Plastic Optical Fiber. International Journal of Microwave & Optical Technology, 19(4), 466-472.
- Haryadi, D., Tyas, S. H. Y., Wendra, N. D., Mutawakkillah, N., & Khoiro, M. (2025). Palm oil quality detection using optical fiber sensor based on evanescent absorption. EUREKA: Physics and Engineering, (3), 90-97.
- Khoiro, M., Firdaus, R. A., Rahmawati, E., Yantidewi, M., Fadhilah, N. U., Khairunnisa, S. A., & Fauziyah, N. A. (2025). Sensitive cadmium detection using chitosan-coated plastic optical fiber. Next Materials, 9, 101245.
- Khairunnisa, S. A., Yantidewi, M., Firdaus, R. A., Laila, N. N., & Khoiro, M. (2025). Evanescent field-based detection of Bisphenol-A using unclad plastic optical fibre sensors: design and performance evaluation. Journal of Modern Optics, 72(16-18), 813-821.
- Rahmatulloh, M. A., Hanto, D., Yantidewi, M., Khoiro, M., Rianaris, A., Pristianto, E. J., Kurniawan, D., & Firdaus, R. A. (2024). Characteristics Evaluation of Optical Fiber Length in Light Detection and Ranging (LiDAR). International Journal of Microwave & Optical Technology, 19(1), 126-131.
- Firdaus, R. A., Yunata, E. E., Rahmawati, E., Khoiro, M., Yantidewi, M., Oktafiani, F., Winarno, N., & Ramadani, R. (2025). Investigation of the Characteristics of Microstrip Antenna with Integrated Butterfly Slot Using the Fractal Method for IoT Applications. International Journal of Microwave & Optical Technology, 20(5).
- Laila, N. N., Fadhilah, N., & Mutawakkillah, N. (2023, November). Analysis of Changes in Modulation Parameters on Optical Communication System. In Journal of Physics: Conference Series (Vol. 2623, No. 1, p. 012019). IOP Publishing.
|
Dosen Pengampu
|
Dr. Muhimmatul Khoiro, S. Si. |
Minggu Ke- |
Kemampuan akhir tiap tahapan belajar
(Sub-PO)
|
Penilaian |
Bantuk Pembelajaran,
Metode Pembelajaran,
Penugasan Mahasiswa,
[ Estimasi Waktu] |
Materi Pembelajaran
[ Pustaka ] |
Bobot Penilaian (%) |
Indikator |
Kriteria & Bentuk |
Luring (offline) |
Daring (online) |
(1) |
(2) |
(3) |
(4) |
(5) |
(6) |
(7) |
(8) |
1
Minggu ke 1 |
Mahasiswa mampu menguraikan secara sistematis komponen dasar, prinsip kerja, dan posisi teknologi serat optik dalam bidang telekomunikasi |
- Mahasiswa mampu menyebutkan tiga komponen utama sistem komunikasi optik
- Mahasiswa dapat menjelaskan prinsip dasar pemanduan cahaya
- Mahasiswa mampu membandingkan minimal dua keunggulan serat optik dibanding media lain
|
Kriteria:
Mahasiswa akan mendapatkan nilai penuh jika memenuhi indikator penilaian Bentuk Penilaian : Aktifitas Partisipasif |
Ceramah, diskusi 3x50 menit |
Ceramah, diskusi 3x50 menit |
Materi: Pengantar Komunikasi Serat Optik Pustaka: Allard, F. C. (Ed.). (1990). Fiber optics handbook for engineers and scientists. McGraw-Hill. |
3% |
2
Minggu ke 2 |
Mahasiswa mampu membangun model matematis dari perambatan cahaya dalam serat optik menggunakan parameter Numerical Aperture (NA) dan V-number |
- Mahasiswa mampu menurunkan dan menggunakan rumus Numerical Aperture
- Mahasiswa mampu menghitung V-number untuk menentukan mode serat
|
Kriteria:
Mahasiswa akan mendapatkan nilai penuh jika memenuhi indikator penilaian Bentuk Penilaian : Aktifitas Partisipasif |
Ceramah, diskusi 3x50 menit |
Ceramah, diskusi 3x50 menit |
Materi: Teori Perambatan Cahaya dalam Serat Optik Pustaka: Allard, F. C. (Ed.). (1990). Fiber optics handbook for engineers and scientists. McGraw-Hill. |
3% |
3
Minggu ke 3 |
Mahasiswa mampu memodelkan secara matematis rugi-rugi daya (atenuasi) dan pelebaran pulsa (dispersi) yang terjadi pada serat optik |
- Mahasiswa mampu menghitung total atenuasi dalam sebuah serat optik
- Mahasiswa dapat menggunakan formula untuk menghitung dispersi kromatik dan modal
|
Kriteria:
Mahasiswa akan mendapatkan nilai penuh jika memenuhi indikator penilaian Bentuk Penilaian : Aktifitas Partisipasif |
Ceramah, diskusi 3x50 menit |
Ceramah, diskusi 3x50 menit |
Materi: Jenis dan Karakteristik Serat Optik Pustaka: Allard, F. C. (Ed.). (1990). Fiber optics handbook for engineers and scientists. McGraw-Hill. Materi: Karakteristik Serat Optik Pustaka: Khoiro, M., Yantidewi, M., Firdaus, R. A., Haryadi, D., Tyas, S. H. Y., Laila, N. N., ... & Muadhif, F. I. (2023, November). Lead (Pb) Detection Analysis Based on Multimode Plastic Optical Fiber Sensor. In 2023 International Conference on Radar, Antenna, Microwave, Electronics, and Telecommunications (ICRAMET) (pp. 337-340). IEEE. |
4% |
4
Minggu ke 4 |
Mahasiswa mampu menganalisis secara logis fungsi dari setiap lapisan pelindung pada kabel serat optik untuk merancang proteksi mekanis yang efektif |
- Mahasiswa mampu mengidentifikasi fungsi lapisan core, cladding, buffer, strength member, dan jacket
- Mahasiswa dapat menentukan struktur kabel yang sesuai untuk studi kasus lingkungan tertentu
|
Kriteria:
Mahasiswa akan mendapatkan nilai penuh jika memenuhi indikator penilaian Bentuk Penilaian : Aktifitas Partisipasif |
Ceramah, diskusi 3x50 menit |
Ceramah, diskusi 3x50 menit |
Materi: Kabel Serat Optik Pustaka: Allard, F. C. (Ed.). (1990). Fiber optics handbook for engineers and scientists. McGraw-Hill. |
3% |
5
Minggu ke 5 |
Mahasiswa mampu menganalisis secara sistematis mekanisme rugi-rugi (loss) yang terjadi pada berbagai jenis sambungan serat optik untuk menentukan teknik penyambungan yang tepat |
- Mahasiswa dapat mengidentifikasi minimal tiga penyebab rugi-rugi pada konektor/sambungan
- Mahasiswa mampu memilih antara fusion splicing dan konektor mekanik untuk skenario tertentu
|
Kriteria:
Mahasiswa akan mendapatkan nilai penuh jika memenuhi indikator penilaian Bentuk Penilaian : Aktifitas Partisipasif |
Ceramah, diskusi 3x50 menit |
Ceramah, diskusi 3x50 menit |
Materi: Penyambung, Konektor, dan Coupler Serat Optik Pustaka: Allard, F. C. (Ed.). (1990). Fiber optics handbook for engineers and scientists. McGraw-Hill. |
4% |
6
Minggu ke 6 |
Mahasiswa mampu menginterpretasikan data hasil pengukuran OTDR untuk memodelkan distribusi rugi-rugi di sepanjang tautan serat optik |
- Mahasiswa mampu membaca grafik OTDR (Optical Time-Domain Reflectometry) untuk menentukan lokasi dan besaran loss pada sambungan
- Mahasiswa mampu menghitung koefisien atenuasi serat berdasarkan data OTDR
|
Kriteria:
Mahasiswa akan mendapatkan nilai penuh jika memenuhi indikator penilaian Bentuk Penilaian : Aktifitas Partisipasif |
Ceramah, diskusi 3x50 menit |
Ceramah, diskusi 3 x50 menit |
Materi: Metode Pengujian Serat Optik Pustaka: Allard, F. C. (Ed.). (1990). Fiber optics handbook for engineers and scientists. McGraw-Hill. Materi: Rugi-Rugi pada Serat Optik Pustaka: Rahmatulloh, M. A., Hanto, D., Yantidewi, M., Khoiro, M., Rianaris, A., Pristianto, E. J., Kurniawan, D., & Firdaus, R. A. (2024). Characteristics Evaluation of Optical Fiber Length in Light Detection and Ranging (LiDAR). International Journal of Microwave & Optical Technology, 19(1), 126-131. |
4% |
7
Minggu ke 7 |
Mahasiswa mampu mengembangkan gagasan kreatif untuk memecahkan studi kasus sederhana dengan mengintegrasikan konsep-konsep komponen dan perambatan cahaya |
- Mahasiswa mampu menjelaskan mengusulkan solusi untuk masalah atenuasi atau dispersi pada sebuah jalur komunikasi
- Mahasiswa mampu memodifikasi sistem sederhana untuk meningkatkan performa
|
Kriteria:
Mahasiswa akan mendapatkan nilai penuh jika memenuhi indikator penilaian Bentuk Penilaian : Aktifitas Partisipasif |
Ceramah, diskusi 3x50 menit |
Ceramah, diskusi 3x50 menit |
Materi: Modifikasi Serat Optik Pustaka: Laila, N. N., Khoirunnisa, S. A., & Khoiro, M. (2024). Characterization and Determination of Lead Concentration in Water Using Bending Plastic Optical Fiber. International Journal of Microwave & Optical Technology, 19(4), 466-472. Materi: Modifikasi Serat Optik Pustaka: Anargiansyah, M. B., Pramudya, F. R. A., Fayensi, B. R. P., Hikmah, R. N., Ghani, M. F., & Khoiro, M. (2024, November). Simulation of Cadmium (Cd) detection in palm oil using optical fiber sensors. In Journal of Physics: Conference Series (Vol. 2900, No. 1, p. 012043). IOP Publishing. Materi: Atenuasi dalam Komunikasi Pustaka: Firdaus, R. A., Yunata, E. E., Rahmawati, E., Khoiro, M., Yantidewi, M., Oktafiani, F., Winarno, N., & Ramadani, R. (2025). Investigation of the Characteristics of Microstrip Antenna with Integrated Butterfly Slot Using the Fractal Method for IoT Applications. International Journal of Microwave & Optical Technology, 20(5). |
4% |
8
Minggu ke 8 |
Mahasiswa mampu mengintegrasikan pemahaman optika terpadu untuk menyelesaikan masalah praktis |
Mahasiswa dapat menyelesaikan soal berbasis studi kasus |
Kriteria:
Mahasiswa akan mendapatkan nilai penuh jika memenuhi indikator penilaian Bentuk Penilaian : Tes |
Ceramah, diskusi 3x50 menit |
Ceramah, diskusi 3x50 menit |
|
20% |
9
Minggu ke 9 |
Mahasiswa mampu menganalisis secara sistematis kurva karakteristik daya-arus (L-I) untuk menentukan parameter unjuk kerja dari LED dan Laser Dioda |
- Mahasiswa mampu menentukan arus ambang (threshold current) dari kurva L-I sebuah laser
- Mahasiswa mampu membandingkan efisiensi LED dan Laser berdasarkan kemiringan kurva L-I
|
Kriteria:
Mahasiswa akan mendapatkan nilai penuh jika memenuhi indikator penilaian Bentuk Penilaian : Aktifitas Partisipasif |
Ceramah, diskusi 3x50 menit |
Ceramah, diskusi 3x50 menit |
Materi: Sumber Optik untuk Serat Optik Pustaka: Allard, F. C. (Ed.). (1990). Fiber optics handbook for engineers and scientists. McGraw-Hill. |
3% |
10
Minggu ke 10 |
Mahasiswa mampu menganalisis secara logis parameter unjuk kerja detektor optik (responsivitas, dark current, noise) untuk memilih komponen yang sesuai standar sistem |
- Mahasiswa mampu menghitung responsivitas dari data yang diberikan
- Mahasiswa dapat memilih antara detektor PIN atau APD berdasarkan kebutuhan sistem
|
Kriteria:
Mahasiswa akan mendapatkan nilai penuh jika memenuhi indikator penilaian Bentuk Penilaian : Aktifitas Partisipasif |
Ceramah, diskusi 3x50 menit |
Ceramah, diskusi 3x50 menit |
Materi: Detektor Optik untuk Serat Optik Pustaka: Allard, F. C. (Ed.). (1990). Fiber optics handbook for engineers and scientists. McGraw-Hill. Materi: Aplikasi detektor dalam Serat Optik Pustaka: Khairunnisa, S. A., Yantidewi, M., Firdaus, R. A., Laila, N. N., & Khoiro, M. (2025). Evanescent field-based detection of Bisphenol-A using unclad plastic optical fibre sensors: design and performance evaluation. Journal of Modern Optics, 72(16-18), 813-821. |
3% |
11
Minggu ke 11 |
Mahasiswa mampu mengembangkan gagasan skema modulasi yang efisien untuk meningkatkan kapasitas transmisi data, berdasarkan analisis tren teknologi komunikasi optik |
- Mahasiswa mampu menganalisis terhadap kelebihan dan kekurangan skema modulasi digital (NRZ, RZ)
- Mahasiswa mampu mengusulkan penerapan teknik modulasi lanjut (misal: QAM) pada sistem optik
|
Kriteria:
Mahasiswa akan mendapatkan nilai penuh jika memenuhi indikator penilaian Bentuk Penilaian : Aktifitas Partisipasif |
Ceramah, diskusi, tugas 3x50 menit |
Ceramah, diskusi, tugas 3x50 menit |
Materi: Teknik Modulasi Pustaka: Allard, F. C. (Ed.). (1990). Fiber optics handbook for engineers and scientists. McGraw-Hill. Materi: Simulasi Modulasi Pustaka: Laila, N. N., Fadhilah, N., & Mutawakkillah, N. (2023, November). Analysis of Changes in Modulation Parameters on Optical Communication System. In Journal of Physics: Conference Series (Vol. 2623, No. 1, p. 012019). IOP Publishing. |
3% |
12
Minggu ke 12 |
Mahasiswa mampu mengembangkan gagasan desain sensor serat optik yang inovatif untuk aplikasi spesifik di bidang industri atau medis |
- Mahasiswa mampu mengusulkan desain sensor serat optik untuk mengukur parameter fisis tertentu
- Mahasiswa mampu mengusulkan gagasan dari segi prinsip kerja dan implementasi sensor serat optik
|
Kriteria:
Mahasiswa akan mendapatkan nilai penuh jika memenuhi indikator penilaian Bentuk Penilaian : Aktifitas Partisipasif |
Ceramah, diskusi, tugas 3x50 menit |
Ceramah, diskusi, tugas 3x50 menit |
Materi: Sensor Serat Optik Pustaka: Allard, F. C. (Ed.). (1990). Fiber optics handbook for engineers and scientists. McGraw-Hill. |
4% |
13
Minggu ke 13 |
Mahasiswa mampu menerapkan model matematis power budget dan rise-time budget untuk memprediksi kelayakan performa sebuah tautan komunikasi optik digital |
- Mahasiswa mampu menghitung total power margin pada sebuah jalur komunikasi
- Mahasiswa dapat menghitung total rise time sistem dan membandingkannya dengan batasan bit rate
|
Kriteria:
Mahasiswa akan mendapatkan nilai penuh jika memenuhi indikator penilaian Bentuk Penilaian : Aktifitas Partisipasif |
Diskusi, tugas 3x50 menit |
Diskusi, tugas 3x50 menit |
Materi: Desain Sistem Komunikasi Serat Optik Digital Pustaka: Allard, F. C. (Ed.). (1990). Fiber optics handbook for engineers and scientists. McGraw-Hill. |
4% |
14
Minggu ke 14 |
Mahasiswa mampu menerapkan model matematis untuk menghitung dan memprediksi nilai Signal-to-Noise Ratio (SNR) dalam sebuah sistem komunikasi optik analog |
- Mahasiswa mampu mengidentifikasi sumber-sumber noise utama
- Mahasiswa dapat menggunakan formula untuk menghitung nilai SNR pada sisi penerima
|
Kriteria:
Mahasiswa akan mendapatkan nilai penuh jika memenuhi indikator penilaian Bentuk Penilaian : Aktifitas Partisipasif |
Diskusi, tugas 3x50 menit |
Diskusi, tugas 3x50 menit |
Materi: Desain Sistem Komunikasi Serat Optik Analog Pustaka: Allard, F. C. (Ed.). (1990). Fiber optics handbook for engineers and scientists. McGraw-Hill. |
4% |
15
Minggu ke 15 |
Mahasiswa mampu menganalisis secara kritis riset terkini untuk menghasilkan gagasan inovatif mengenai arah pengembangan teknologi serat optik di masa depan |
- Mahasiswa mampu mereview dan menyajikan poin-poin utama dari sebuah artikel ilmiah terkait WDM/PON
- Mahasiswa mampu menganalisis tren terkini dan potensi pengembangan teknologi serat optik di masa depan berdasarkan studi literatur atau studi kasus yang diberikan
|
Kriteria:
Mahasiswa akan mendapatkan nilai penuh jika memenuhi indikator penilaian Bentuk Penilaian : Aktifitas Partisipasif |
Diskusi, tugas 3x50 menit |
Diskusi, tugas 3x50 menit |
Materi: Tren Teknologi Serat Optik Pustaka: Khoiro, M., Firdaus, R. A., Rahmawati, E., Yantidewi, M., Fadhilah, N. U., Khairunnisa, S. A., & Fauziyah, N. A. (2025). Sensitive cadmium detection using chitosan-coated plastic optical fiber. Next Materials, 9, 101245. Materi: Aplikasi Lanjutan dari Serat Optik Pustaka: Haryadi, D., Tyas, S. H. Y., Wendra, N. D., Mutawakkillah, N., & Khoiro, M. (2025). Palm oil quality detection using optical fiber sensor based on evanescent absorption. EUREKA: Physics and Engineering, (3), 90-97. |
4% |
16
Minggu ke 16 |
Mahasiswa mampu mengintegrasikan seluruh pembelajaran untuk menyelesaikan masalah komprehensif |
Mahasiswa mampu menyelesaikan soal berbasis analisis dan desain |
Kriteria:
Mahasiswa dapat menerima nilai penuh jika memenuhi indikator Bentuk Penilaian : Tes |
UAS 3x50 menit |
UAS 3x50 menit |
|
30% |