Berbagi pengetahuan, dari mana saja, dari siapa saja, untuk semua

Secuil Kisah Sensor CCD, dari Fisikawan untuk Anak Muda

“Fotoan dulu, yuk!”
“Entar gue upload di FB dan Instagram, ya!”
Tag fotonya ke gue, dong!”

Percakapan seperti ini sudah tidak asing lagi di telinga kita, apalagi di kalangan anak muda.  Sudah sangat banyak remaja Indonesia yang bergabung dalam komunitas Facebook maupun Instagram lengkap dengan album foto yang jumlah fotonya bisa mencapai lebih dari ratusan. Tentu saja foto-foto tersebut diambil oleh kamera digital, atau belakangan ini dengan kamera pada smartphone, kecuali kalau ada yang tahan mengambil ratusan foto, kemudian cuci cetak dan di-scan satu per satu.

Apa sebetulnya yang membedakan kamera digital dengan kamera film biasa? Mungkin  kebanyakan dari kita akan menjawab kamera digital tidak membutuhkan cuci cetak film, tahu-tahu hasilnya sudah ada di kartu memori. Tapi, kok bisa begitu, ya? Jawabannya, pada kamera digital ada sensor yang fungsinya menangkap sinyal cahaya dan mengubahnya dalam bentuk sinyal elektronik. Sensor ini biasanya berupa CCD (charge-coupled device) atau CMOS (complementary metal-oxide-semiconductor). Di sini kita akan bercerita sekilas tentang penemuan sensor CCD.

Sensor CCD. Gambar dari Wikipedia.

Penemuan CCD sangatlah unik karena terjadi setelah penemunya ditegur oleh atasan di tempat kerja. CCD ditemukan dua ilmuwan bernama Willard Boyle dan George Smith yang bekerja di Bell Labs. Pada suatu pagi di bulan Oktober 1969, Boyle mendapat telepon dari atasannya di lab. Atasannya, yang bernama Jack Morton, mengatakan bahwa ada divisi lain dari Bell Labs yang memiliki hasil kerja yang bagus. Morton meminta agar Boyle melakukan hal yang sama bagusnya. Ini semacam teguran agar Boyle bekerja lebih baik lagi. Entahlah mungkin ia malas-malasan saat itu? Terpaksalah Boyle memanggil koleganya George Smith untuk bekerja sama membuat sesuatu yang “bagus”.

Setelah Boyle dan Smith ngobrol-ngobrol (alias berpikir sama-sama) selama beberapa beberapa jam, mereka kemudian merancang sebuah perangkat semikonduktor yang dapat menghantarkan arus di permukaannya. Rancangan yang dinamai CCD itu kemudian mereka coba buat di laboratorium. Beberapa bulan eksperimen di laboratorium akhirnya lahirlah CCD yang sifatnya sama seperti rancangan yang telah dibuat.

Sebagai bonus, tidak hanya untuk menghantarkan arus, CCD juga sensitif terhadap cahaya sehingga bisa digunakan untuk sensor cahaya. Nah, kombinasi sifat-sifat unik CCD itulah yang akhirnya membuat CCD menjadi bagian tak terpisahkan dari kamera digital. Boyle dan Smith pun dianugerahi Nobel Fisika pada tahun 2009. Dari cerita ini, tampaknya rahasia sukses penemuan CCD itu sederhana, cukup pikir-rancang-lakukan. Hanya saja mungkin kekurangan kita selama ini adalah terlalu banyak berpikir dan banyak merancang, tetapi sedikit beraksi nyata.

CCD tidak hanya digunakan pada kamera digital saja. Banyak scanner juga menggunakan CCD sebagai sensor optiknya. Di dunia medis, CCD digunakan dalam berbagai alat pemindai tubuh. Kamera CCD digunakan oleh para astronom di seluruh dunia untuk mengambil gambar dari benda-benda langit. Bahkan, gambar-gambar menakjubkan yang diambil oleh Teleskop Hubble (Hubble Space Telescope) itu merupakan keluaran dari sensor CCD yang terpasang pada teleskop tersebut.

Foto suatu nebula di angkasa yang diambil oleh Teleskop Hubble, memanfaatkan teknologi CCD. Gambar dari Wikipedia.

Ternyata penemuan CCD membawa berbagai manfaat di banyak bidang, ya! Karena penemuan CCD juga telah mengubah wajah pergaulan anak muda masa kini, bisa dibilang bahwa CCD adalah hadiah dari fisikawan bagi anak muda. Kira-kira kapankah akan ada hadiah balik dari anak muda Indonesia untuk fisika dan bangsa Indonesia? Semoga secepatnya dan kita menjadi salah satu bagiannya.

Bahan bacaan:

Penulis:
Reinard Primulando, peneliti fisika partikel dan dosen di Unpar Bandung.
Kontak: reinard.primulando(at)gmail(dot)com.