Apa itu Pemandu Gelombang?

Waveguide adalah objek yang mengarahkan aliran semua jenis gelombang. Beberapa jenis yang paling dasar termasuk kabel atau pipa berlubang yang dapat memandu gelombang suara. Seringkali, pandu gelombang digunakan untuk mentransfer gelombang elektromagnetik antar lokasi, biasanya menggunakan tabung berongga yang terbuat dari logam konduktif listrik. Waveguides biasanya digunakan untuk mentransfer daya atau sinyal komunikasi. Setiap jenis gelombang memerlukan jenis pemandu yang berbeda.

Jenis gelombang yang dipandu menentukan geometri pandu gelombang. Lebar pandu harus, dalam banyak kasus, berada pada urutan besarnya yang sama dengan panjang gelombang yang akan dipandunya. Ini berarti bahwa serat optik yang memandu gelombang cahaya frekuensi tinggi tidak akan efektif dalam memandu gelombang suara frekuensi rendah. Faktor lain, seperti seberapa besar kehilangan sinyal atau daya yang dapat diterima, juga membantu menentukan pandu gelombang terbaik untuk tugas tertentu.

Gelombang elektromagnetik di ruang angkasa biasanya memancar ke segala arah dari titik asalnya. Hal ini menyebabkan radiasi kehilangan daya sebanding dengan kuadrat jaraknya dari titik asal tersebut. Waveguide memungkinkan radiasi untuk merambat hanya dalam satu dimensi dalam keadaan ideal, mencegahnya kehilangan daya saat merambat.

Waveguides bekerja dengan memantulkan gelombang dari dinding guide. Idealnya, gelombang akan merambat dalam pola zigzag di dalam pandu gelombang. Ini berarti bahwa pandu gelombang sering bekerja paling baik bila memiliki penampang melingkar atau persegi.
Ada banyak jenis pandu gelombang, mulai dari serat optik yang memungkinkan transmisi data melalui gelombang cahaya hingga saluran Sound Frequency and Ranging (SOFAR), lapisan air di lautan yang bertindak sebagai pandu gelombang alami untuk lagu paus. Sistem radar menggunakan pandu gelombang untuk mengarahkan gelombang radio ke antena sehingga dapat ditransmisikan pada impedansi yang tepat. Instrumen ilmiah juga menggunakan pandu gelombang untuk mengukur sifat akustik dan optik dari berbagai objek.

Waveguides telah digunakan selama berabad-abad, jauh sebelum orang memahami cara kerjanya. Waveguide pertama yang dirancang untuk gelombang suara diusulkan oleh JJ Thomson, seorang fisikawan Inggris, pada tahun 1893, dan diuji oleh fisikawan lain, OJ Lodge, pada tahun berikutnya. Pekerjaan berlanjut sepanjang akhir abad ke-19 dan awal abad ke-20, dengan para ilmuwan mempelajari penggunaan serat optik sebagai pandu gelombang untuk cahaya tampak pada tahun 1920-an.