In Singlemode-Fasern breitet sich das Licht in zwei orthogonalen Ebenen aus. Der Eingang wird linear polarisiertes Licht sein, welcher Polarisationszustand wird am Ausgang sein und warum? Und wenn am Ausgang ein anderer Polarisationszustand auftritt, was wird passieren?
In Standard-Singlemode-Fasern neigt die Polarisation dazu, zu driften, wenn sich das Signal ausbreitet (aufgrund einer leichten und variierenden Doppelbrechung des Glases, die möglicherweise spannungsinduziert ist und eine Polarisation an die andere koppelt).
Für kurze Längen (etwa 1 m) wird die Polarisation typischerweise ziemlich gut aufrechterhalten. Bei großen Entfernungen (1 km oder mehr, schätze ich, aber ich habe nicht viel Erfahrung mit diesem Problem) ist die Ausgangspolarisation normalerweise ziemlich gut randomisiert.
Es gibt auch leicht verfügbare "polarisationserhaltende" (PM) Singlemode-Fasern, die dafür ausgelegt sind, die Ausbreitung eines Signals zu ermöglichen, während seine Polarisation beibehalten wird. Dies geschieht durch eine absichtlich eingeführte Doppelbrechung in einer wohldefinierten Richtung.
Dies bedeutet, dass, wenn Sie ein Signal in eine PM-Faser einspeisen, aber nicht auf die bevorzugte Achse ausgerichtet sind, es eine starke Dispersion zwischen den beiden Polarisationen aufweist, was sogar dazu führen kann, dass ein einzelner Eingangsimpuls zwei Ausgangsimpulse erzeugt.
Meiner Erfahrung nach ist bei Experimenten mit Monomode-Fasern mit begrenzter Länge (< 3 Meter) die Ausgangspolarisation bei linearer Eingangspolarisation elliptisch. Der Grund dafür ist, dass die Faser oft gebogen wird, was eine Spannung im Fasermaterial verursacht, was zu einem doppelbrechenden Verhalten der Faser führt.
Ich würde die Ausgangspolarisation nicht als randomisiert bezeichnen, da zwei orthogonale Eingangspolarisationen mit der richtigen Kombination aus einer Viertelwellenplatte und einer Halbwellenplatte zurück abgebildet werden können. Mit anderen Worten, sobald Sie die effektive Doppelbrechung Ihrer Faser gefunden haben, können Sie Ihren Eingangspolarisationszustand abrufen.
Eine gute Quelle für Theorien dazu könnte sein: „Optical Fiber Birefringence Effects – Sources, Utilization and Methods of Suppression“ von Petr Drexler und Pavel Fiala.