保偏光纤的开发历程充满了挑战与波折，其性能要求与通讯光纤截然不同。在保偏光纤的应用中，双折射指标是用户最为关注的特性。保偏光纤之所以被视为敏感材料，是因为多种因素能够对其双折射性能产生影响。这些因素既包括光纤自身的本征因素，如结构缺陷和材料非线性效应，也涵盖外部因素，如温度条件、机械扰动（如横向压力、弯曲、扭曲和拉力）以及电磁效应（如法拉第效应和克尔电光效应）。
以下表格详细列出了影响保偏光纤性能的主要因素。
在深入探讨之前，我们先定义两个关键概念：
拍长（BL）：定义为Lp=λ/B，
表示偏振光在光纤中旋转360度所需的长度。拍长越小，快慢轴之间的光速差越大，双折射性能越强。拍长作为衡量光纤维持双折射能力的指标，其优势在于不受光纤长度、弯曲或张力等条件的影响，能够直接反映光纤的性能。
消光比（ER）：定义为ER=10log(Pu/Pw)，
其中Pw表示沿入射轴传输的能量，Pu表示耦合到另一轴方向的能量。消光比越小，说明光信号越难耦合到另一轴中。例如，消光比为-30dB时，维持入射轴的能量与耦合到另一轴的能量比为1000:1；消光比为-20dB时，能量比为100:1。
衰减是光纤性能的重要参数之一。尽管在保偏光纤的应用中，衰减指标并非始终占据首要位置，但随着光纤长度的增加，衰减问题逐渐凸显。保偏光纤常用的波长为1310nm和1550nm，其衰减通常能降低至0.35dB/km以下，这对于大多数应用而言已足够。
然而，散射损耗是影响保偏光纤衰减的主要因素，尤其是在设计应力区以增加玻璃热膨系数时，高温拉制过程中的硼扩散会导致光纤衰减增加。值得注意的是，保偏光纤的快慢轴在衰减方面并无显著差异。
光纤开发造成的结构缺陷：
纤芯的结构对双折射性能具有重要影响。完美的圆形纤芯提供低双折射，而椭圆形纤芯则呈现高双折射。在低双折射保偏光纤中，纤芯形变可能导致结构缺陷，而旋转预制棒可以减少这种影响。在高双折射光纤中，应力区的变形是主要结构缺陷，其影响远大于纤芯变形。
非线性效应：
克尔效应是影响保偏光纤模式双折射的主要非线性扰动。在高功率输入下，克尔效应对低双折射光纤尤为重要；而在低功率输入下，如光纤陀螺仪或相干光传输系统中，非线性效应也可能引起噪声。
温度条件：
温度波动是保偏光纤应用中的严重问题。温度变化导致光纤热胀冷缩，进而影响双折射性能。对于具有两个大应力区的保偏光纤而言，温度影响尤为显著。为了减小温度影响，可以采用不同厚度的涂层、退火工艺、选用不同涂层材料或调整玻璃材料掺杂等方法。
机械扰动：
机械扰动对低双折射光纤的双折射性能有直接影响。然而，高双折射光纤（尤其是拍长较短的光纤）具有较高的内部应力，能够抵抗外部应力的影响。但拍长的优化可能带来更多缺陷和局部应力。弯曲和扭曲通常对高双折射光纤的串音影响较小，但横向压力是最大问题（比如：把裸纤维压在V型槽上，串音一定受到影响，45度方位角是模式耦合的最严重的方向）。
绕制光纤的情况下，就一定要考虑在侧向的扭力或在轴向拉力产生的双折射。另外，在比较小的弯曲半径情况下，光纤弯曲所引起的横向压力是不可忽略不计的。避免这些干扰的最佳的方法就是利用好涂层材料，厚一些必然会好。
电磁效应：
电磁场也会引入双折射，其中克尔效应通过横向电场实现，法拉第效应通过磁场实现。这些电磁效应可以应用于隔离器的开发，但在光纤陀螺仪等应用中需要避免。
保偏光纤的性能受到多种因素的影响，这些因素之间还存在相互作用，构成了一个复杂的体系。为了优化保偏光纤的性能，需要综合考虑各种因素并进行平衡。与通讯光纤相比，保偏光纤作为传感应用的元器件，需要在对某些外界条件敏感的同时，避免对其他条件过于敏感。因此，保偏光纤的设计和开发难度较高。然而，随着物联网等应用的快速发展，对特种光纤的需求不断增加，这将推动保偏光纤及相关技术的持续进步和创新。
