光纤即使具有圆对称的结构也存在一定程度的双折射效应，因为在实际应用中总是受到一些机械应力或者其它效应会破坏对称性。因此，光在光纤中传播时偏振态会发生不受控制的改变（与波长有关），并且还与光纤弯曲和温度有关。

一、保偏光纤原理

这一问题可以通过采用保偏光纤来解决，后者并不是不存在双折射，相反的，这是一种特种光纤，具有很强的双折射（高双折射光纤，PM光纤）。只要入射光纤中光的偏振方向与保偏光纤的一个轴平行，即使光纤存在弯曲，光的偏振态也不会发生变化。其物理原理是利用了相干模式耦合。由于很强的双折射效应，两个偏振模式的传播常数不同，因此它们的相对相位很快就逐渐变大。因此，任何光纤中存在的干扰都能与两个模式发生有效耦合，除非它具有一个与两偏振模式的传播常数差匹配的波数的空间傅里叶分量。如果差值足够大，光纤中普通的干扰变化很缓慢，不能进行有效的模式耦合。

二、如何获得保偏光纤

常用的引入强双折射的方法是在预制棒的纤芯相反两侧（不一定为椭圆形的）加入两种改进玻璃组分的应力棒（具有不同程度的热膨胀）。采用这种预制棒拉制光纤时，应力会造成机械应力在某一特定的方向。另一种方案是在纤芯周围采用椭圆形的不同玻璃材料的包层。

三、应用

保偏光纤主要应用到不允许偏振态发生变化（例如，由温度变化引起的）的器件中。例如，光纤干涉仪和一些光纤激光器中。采用这种光纤的缺点是必须严格对准偏振方向，因此制作过程比较复杂。同时，保偏光纤的传输损耗比普通光纤高，而且不是所有的光纤都可以制作成保偏的形式。

保偏光纤中出射光的偏振消光比可能比入射光的要低。这可能是由于入射光偏振方向与保偏轴并不是严格对准造成的，也可能来自于模式混合。后者在存在机械应力的情况下会显著增大（例如，在光纤连接器中）。如果实际应用中需要很高的偏振消光比（例如，在干涉仪中），需要在光纤后面采用附加的高质量偏振器。

不要将保偏光纤与单偏振光纤混淆一起，后者只传输特定方向的线偏振光。