Rancang Bangun Sensor Serat Optik Berbasis Evanescent Wave untuk Mengukur Konsentrasi Gula pada Larutan

Abstract

Gula merupakan senyawa organik penting yang banyak dikonsumsi oleh masyarakat dan pemantauan konsentrasinya sangat krusial dalam industri pangan maupun kesehatan. Penelitian ini bertujuan merancang dan memfabrikasi sensor serat optik berbasis evanescent wave untuk pengukuran konsentrasi larutan gula serta menganalisis pengaruh variasi panjang pengupasan cladding terhadap kinerja sensor. Sensor dibuat dari serat optik multimode dengan lima variasi panjang pengupasan cladding, yaitu 1,5 cm, 2 cm, 2,5 cm, 3 cm, dan 3,5 cm yang diuji menggunakan larutan gula dengan konsentrasi 0-30% b/v. Konsentrasi larutan gula memiliki hubungan linear terhadap indeks bias (R^2=0,99883) dan seluruh sensor menunjukkan penurunan intensitas cahaya keluaran secara linear seiring bertambahnya konsentrasi larutan gula dengan nilai (R^2=0,9698-0,9859). Sensor dengan panjang kupasan 3 cm merupakan konfigurasi optimal dengan sensitivitas 2,5527 nW/(% b/v), resolusi 0,3439% b/v, limit of detection 1,0317% b/v, dan waktu respons 10,774 s. Sensor ini berpotensi dikembangkan sebagai alternatif pengukuran konsentrasi gula yang sederhana, portabel, dan non-destruktif.

Sugar is an important organic compound widely consumed by the population, monitoring its concentration is crucial in the food industry and healthcare. This study aimed to design and fabricate an evanescent wave based optical sensor for sugar concentration measurement and to analyze the effect of cladding stripping length variation on sensor performance. The sensor was fabricated from multimode optical fiber with five cladding stripping length variations of 1,5 cm, 2 cm, 2,5 cm, 3 cm, and 3,5 cm, tested using sugar solutions at concentrations of 0-30% w/v. Sugar concentration showed a linear relationship with refractive index (R^2=0,99883) and all sensors showed a linear decrease in output light intensity with increasing concentration with (R^2=0,9698-0,9859). The 3 cm stripping length was the optimal configuration with sensitivity of 2,5527 nW(% w/v), resolution of 0,3439% w/v, limit of detection of 1,0317% w/v, and response time of 10,774 s. This sensor has potential as a simple, portable, and non-destructive alternative for sugar concentration measurement.