引言
具有圆对称截面的单模光纤不表现出双折射，即无论偏振状态如何，模式有效折射率都相同。由于这种偏振简并，在应变或弯曲等外部扰动下，两个独立偏振态很容易相互耦合。
保偏光纤（PM 光纤或 PMF）是一类通过人为引入双折射来工作的特殊光纤。双折射显著降低扰动引起的不同偏振态之间的耦合，使线偏振光即使受到外部扰动，也能在传播时维持自身偏振态。
分类
在保偏光纤中引入双折射通常有两种方法：
- 制作椭圆形纤芯
- 施加内部应力
两种方法都会破坏光纤截面的圆对称性，解除偏振简并。下图展示单模光纤、椭圆芯保偏光纤和内应力保偏光纤的截面。
图 1 单模光纤、椭圆芯保偏光纤和内应力保偏光纤的截面 [1]。
利用内应力维持光偏振态的保偏光纤具有独特的熊猫形截面，如图所示。截面中的两个黑色圆形区域对称分布，其热膨胀系数与周围材料不同。制造后光纤冷却到环境温度时，这些圆形区域的收缩速度与光纤其余部分不同，从而向纤芯施加应力。该应力引起的双折射有助于保持传播光的偏振态。由于应力施加部分的独特外观，这种依赖内应力的保偏光纤也常称为 PANDA 光纤。
关键参数
保偏光纤的性能通常用两个偏振模式传播常数的相对差异表征。这一量称为模式双折射，定义为：
$$ B_m = \frac{\Delta\beta}{k_0}, $$
其中，$\Delta\beta$ 为两个独立偏振模式传播常数之差，$k_0 = 2\pi/\lambda_0$，$\lambda_0$ 为真空波长。典型保偏光纤的模式双折射大于 $10^{-4}$。
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