保偏(pian)(Polarization Maintaining)光(guang)(guang)(guang)纖由于纖芯的(de)強雙折射形成快(kuai)(kuai)慢兩條正交軸(zhou)(zhou)，沿快(kuai)(kuai)軸(zhou)(zhou)偏(pian)振(zhen)的(de)光(guang)(guang)(guang)比沿慢軸(zhou)(zhou)偏(pian)振(zhen)的(de)光(guang)(guang)(guang)具(ju)有更(geng)小(xiao)的(de)折射率，所以傳播速(su)度更(geng)快(kuai)(kuai)。下面(mian)比較(jiao)了兩種PM光(guang)(guang)(guang)纖和標準單模(mo)光(guang)(guang)(guang)纖的(de)截面(mian)，保偏(pian)光(guang)(guang)(guang)纖因為內置應力棒(bang)具(ju)有快(kuai)(kuai)軸(zhou)(zhou)和慢軸(zhou)(zhou)，而單模(mo)光(guang)(guang)(guang)纖沒有快(kuai)(kuai)慢軸(zhou)(zhou)之分。
雖名保(bao)偏(pian)光(guang)(guang)(guang)纖，但(dan)這是有條件的保(bao)偏(pian)：輸(shu)入必須是線偏(pian)振(zhen)光(guang)(guang)(guang)，并(bing)且(qie)偏(pian)振(zhen)方向沿(yan)快(kuai)軸或慢(man)軸，輸(shu)出(chu)(chu)才能保(bao)持(chi)原(yuan)偏(pian)振(zhen)態(tai)。如(ru)果(guo)只是線偏(pian)振(zhen)光(guang)(guang)(guang)但(dan)不沿(yan)快(kuai)軸或慢(man)軸偏(pian)振(zhen)，那么輸(shu)出(chu)(chu)橢(tuo)圓(yuan)偏(pian)振(zhen)光(guang)(guang)(guang)。而且(qie)，這種橢(tuo)圓(yuan)偏(pian)振(zhen)態(tai)受整個光(guang)(guang)(guang)纖長度上(shang)溫(wen)度和應(ying)力(li)變化(hua)的影響，所以不穩定(ding)并(bing)無(wu)法預測。
保偏光纖 vs. 線偏振片
保偏(pian)光纖：輸(shu)入非(fei)偏(pian)振光，輸(shu)出(chu)非(fei)偏(pian)振光
線偏(pian)振片：輸入(ru)非偏(pian)振光，輸出線偏(pian)振光
雖(sui)然(ran)線(xian)偏振(zhen)片也有兩條正交軸，但這(zhe)不同于(yu)保偏光纖(xian)的快慢軸。對于(yu)線(xian)偏振(zhen)片，和(he)透(tou)(tou)射軸平行(xing)的偏振(zhen)分(fen)量(liang)透(tou)(tou)過(guo)，和(he)透(tou)(tou)射軸垂(chui)直的偏振(zhen)分(fen)量(liang)被阻擋。保偏光纖(xian)則是同時(shi)透(tou)(tou)過(guo)兩個(ge)正交偏振(zhen)分(fen)量(liang)，所以不能用作線(xian)偏振(zhen)片。
保偏光纖 vs. 波片
保(bao)偏光(guang)(guang)纖(xian)和(he)波片都有快(kuai)軸和(he)慢(man)軸，所以兩者有相通(tong)之處。如果線偏振(zhen)光(guang)(guang)沿(yan)慢(man)軸或快(kuai)軸偏振(zhen)，那(nei)么(me)保(bao)偏光(guang)(guang)纖(xian)和(he)波片都能保(bao)持偏振(zhen)態。如果入(ru)射光(guang)(guang)在兩軸的分量都不(bu)為(wei)零，那(nei)么(me)保(bao)偏光(guang)(guang)纖(xian)和(he)波片都不(bu)能保(bao)持偏振(zhen)態。
雖然保(bao)偏(pian)光(guang)纖(xian)(xian)和(he)波片(pian)都是(shi)(shi)通過快(kuai)慢軸的相位延遲改變偏(pian)振，但是(shi)(shi)保(bao)偏(pian)光(guang)纖(xian)(xian)也不能用(yong)作波片(pian)，因為整個(ge)光(guang)纖(xian)(xian)長度上的溫度和(he)應(ying)力變化時，保(bao)偏(pian)光(guang)纖(xian)(xian)的延遲將產生無法預(yu)測的波動。
測量輸出偏振態
我們在保(bao)(bao)偏光(guang)纖跳線中輸(shu)入線偏振光(guang)，偏振方(fang)向繞光(guang)軸任(ren)意(yi)旋轉，然后測量(liang)輸(shu)出(chu)(chu)偏振態，所有結果顯示(shi)在下圖的(de)邦(bang)加(jia)球上，從中可以看出(chu)(chu)輸(shu)出(chu)(chu)橢圓偏振光(guang)的(de)變化趨勢(shi)。黑色箭頭(tou)指向兩個(ge)保(bao)(bao)偏點，即，輸(shu)入偏振方(fang)向沿(yan)快(kuai)軸或慢(man)軸時輸(shu)出(chu)(chu)保(bao)(bao)持相同線偏振的(de)點。所有其它點表(biao)示(shi)輸(shu)入偏振方(fang)向不沿(yan)快(kuai)軸或慢(man)軸時輸(shu)出(chu)(chu)的(de)橢圓偏振。
隨(sui)著輸入偏(pian)振方(fang)向旋轉，測量數據(ju)在邦加(jia)球上(shang)畫出一條跡(ji)(ji)線(xian)(xian)。因(yin)(yin)為每旋轉一圈改(gai)變(bian)光(guang)纖溫(wen)度，在不同的溫(wen)度下得到一組不同的橢圓偏(pian)振，因(yin)(yin)此所有跡(ji)(ji)線(xian)(xian)都不重疊。但(dan)是(shi)，不管溫(wen)度如何變(bian)化(hua)，所有跡(ji)(ji)線(xian)(xian)都通過箭(jian)頭(tou)所指的兩(liang)個點。這(zhe)恰(qia)恰(qia)說(shuo)明，如果輸入線(xian)(xian)偏(pian)振方(fang)向和快軸或慢軸完全平行(xing)，輸出偏(pian)振態(tai)對溫(wen)度和施加(jia)應力的變(bian)化(hua)不敏感。
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