كسوة (ليف بصري)

الكسوة  في الألياف البصرية هي طبقة أو أكثر من المواد منخفضة معامل الانكسار تحيط بقلب الليف البصري الذي يفوقها في معامل الانكسار، وتحصر الكسوة الضوء إلى قلب الليف بالانعكاس التام عند حد ما بين القلب والكسوة.

اكتشف العالم الهولندي برام فان هيل إمكانيَّة تحسين الألياف بإضافة كسوة عام 1953. تمنع أغلب الألياف سريان الضوء في الكسوة، وإن كانت بعض الألياف تسمح بانتشار الضوء في الكسوة ضمن أنماط تعرف بأنماط الكسوة. تصنَّف الألياف إلى ألياف أحادية النمط وألياف متعددة الأنماط وفق عدد الأنماط المسموح انتشارها في الليف.

 التاريخ 
اكتشف العالم الهولندي برام فان هيل إمكانيَّة تحسين نقل الضوء في الألياف بإضافة كسوة عام 1953 مستخدمًا إياها لتوضيح انتقال الصور في حزمة من الألياف البصرية، وقد كانت الكسوة تصنع من الزيوت والشموع والمبلمرات في أول أمرها. طور لورنس كورتس في جامعة ميشيغان أول كسوة زجاجية عام 1956 بوضع عمود زجاجي في أنبوب زجاجي ذي معامل انكسار أقل، بصهر المادتين معًا وسحب هذا الهيكل المركَّب إلى ليف بصري.

 الأنماط 
نمط الكسوة هو النمط المحصور في كسوة ليف بصري إثر ارتفاع معامل انكسار الكسوة عن الوسيط المحيط بها الذي قد يكون هواءً أو الغلاف البوليمري الخارجي نفسه، وتلك الأنماط لا يُرغب فيها. لدى الألياف الحديثة غلاف بوليمري خارجي ذو معامل انكسار أعلى قليلًا من معامل انكسار الكسوة؛ ليتوهن الضوء ويختفي بعد بضعة سنتيمترات من انتشاره فقط، مع استثناء الألياف مزدوجة الكسوة التي تصمم لتدعم نمطًا في كسوتها الداخلية إلى جانب النمط المنتشر في القلب.

 الإيجابيات 
لا ريب عند إنتاج الألياف البصرية أن تحدث شذوذات سطحيَّة (كالمسام والشروخ) تبعثر الضوء حين يصطدم بها فتنخفض مسافة انتشاره الكليَّة، وتحل هذه المشكلة بإضافة كسوة زجاجيَّة تخفض التوهين الناتج من مثل تلك الشذوذات تخفيضًا كبيرًا؛ لانخفاض تبعثر الضوء لدى حد ما بين مادتين زجاجيتين عن حد ما بين الزجاج والهواء في ليف بلا كسوة، بفعل عاملين أساسيَّين: التغير الطفيف في معامل الانكسار بين سطحين زجاجيَّين، وعدم تداخل الشذوذات السطحيَّة على الكسوة مع الضوء. يعد إضافة الكسوة الزجاجيَّة تحسينًا أفضل من محض إضافة كسوة بوليمريَّة؛ إذ إن الزجاج أقوى وأكثر تجانسًا وأنظف، وتتيح إضافة طبقة كسوة استخدام ألياف زجاجيًّة أصغر. لدى أغلب الألياف الزجاجيَّة كسوة ترفع القطر الخارجي الإجمالي إلى 125 ميكرومترًا.

 التأثير في الفتحة العدديَّة 
تصغير|402x402بك|يظهر هذا المخطَّط انعكاس الضوء لدى واجهة ما بين القلب والكسوة، مبينًا اعتماد زاوية الانكسار على فرق معاملي انكسار القلب والكسوة.

الفتحة العدديَّة  دالَّة في معامل انكسار الكسوة  ومعامل انكسار القلب  في ليف متعدد الأنماط:

تتيح الفتحة العدديَّة حساب زاوية القبول  لدى واجهة الليف التي تتيح حساب أقصى زاوية يدخل عندها الضوء القلب مع حفظ انعكاسه التام:

وبمساواة العلاقتين المذكورتين آنفًا يتبيَّن أن زاوية القبول دالَّة في معاملي انكسار القلب والكسوة:

 أحدث التَّطورات 
برز العمل في الأعوام الأخيرة على تحسين عدد من خصائص الألياف البصريَّة أبرزها:

 تصنع الألياف البصريَّة قلوبًا وكسوات من زجاج سيليكا فائق النقاء؛ لما تتيحه من نقل ضوء أكبر نسبيًّا.
 قد تضاف شوائب؛ لاستحداث خصائص شتى، كرفع مسافة النقل أو تحسين مرونة الليف.

 انظر أيضًا 
 ليف بصري
 قلب (ليف بصري)
 اتصال بالألياف البصرية

 مراجع 

 وصلات خارجيَّة 

 شرح: Cladding in Fiber Optics على موقع GeeksforGeeks
 شرح: Cladding – optical fibre على موقع Britannica
 شرح: Fiber Cladding على موقع RP Photonics Encyclopedia
 المرجع: The FOA Reference For Fiber Optics – Optical Fiber for Outside Plant Networks
 شرح: Cladding Modes على موقع RP Photonics

*
تصنيف:أجهزة اتصالات
تصنيف:بصريات
تصنيف:بصريات الألياف
تصنيف:اتصالات
تصنيف:صناعة الزجاج
تصنيف:علم وهندسة الزجاج
تصنيف:إلكترونيات بصرية