理论上单模光纤中只传输一个基模，但实际上，在单模光纤中有两个模式，即横向电场沿y方向极化和沿x方向极化的两个模式。它们的极化方向互相垂直，这两种模式分别表示为 和 。
在理想的轴对称的光纤中，这两个模式有相同的传输相位常数β，它们是相互简并的。但在实际光纤中，由于光纤的形状、折射率及应力等分布得不均匀，将使两种模式的β值不同，形成相位差Δβ，简并受到破坏。这种现象叫做双折射现象。由于双折射的存在将引起偏振状态沿光纤长度变化。
1．线偏振、椭圆偏振和圆偏振
偏振即极化的意思，是指场矢量的空间方位。一般选用电场强度E来定义偏振状态。如果矢量端点描绘出一条与x轴成Ψ角的直线，称为线偏振，如图2-14（a）所示。
如果电场的水平分量与垂直分量振幅相等、相位相差π/2，则合成的电场矢量将随着时间t的变化而围绕着传播方向旋转，其端点的轨迹是一个圆，称为圆偏振，如图2-14（b）所示。 如果电场强度的两个分量空间方向相互垂直，且振幅和相位都不相等，则随着时间t的变化，合成矢量端点的轨迹是一个椭圆，称为椭圆偏振，如图2-14（c）所示。 |
