En fibra monomodo la luz se propaga en dos planos ortogonales. La entrada será luz polarizada linealmente, ¿qué estado de polarización estará en la salida y por qué? Y si habrá algún estado diferente de polarización en la salida, ¿qué sucederá?
En fibra monomodo estándar, la polarización tenderá a desviarse a medida que la señal se propaga (debido a la ligera y variable birrefringencia del vidrio, posiblemente inducida por tensión, que acopla una polarización con la otra).
Para longitudes cortas (1 mo más o menos), la polarización generalmente se mantiene bastante bien. Para distancias largas (1 km o más, supongo, pero no tengo mucha experiencia con este problema), la polarización de salida suele ser bastante aleatoria.
También hay fibra monomodo de "mantenimiento de polarización" (PM) fácilmente disponible, que está diseñada para permitir que una señal se propague mientras se mantiene su polarización. Lo hace al tener una birrefringencia introducida deliberadamente en una dirección bien definida.
Esto significa que si envía una señal a la fibra PM pero no está alineada con el eje preferido, tendrá una fuerte dispersión entre las dos polarizaciones, lo que podría incluso conducir a que un solo pulso de entrada genere dos pulsos de salida.
Según mi experiencia, en experimentos con longitud limitada (<3 metros) de fibras monomodo, la polarización de salida dada una polarización de entrada lineal es elíptica. La razón de esto es que la fibra se dobla a menudo causando tensión en el material de la fibra que conduce a un comportamiento birrefringente de la fibra.
No llamaría aleatoria a la polarización de salida, ya que se pueden mapear dos polarizaciones de entrada ortogonales usando la combinación correcta de una placa de un cuarto de onda y una placa de media onda. En otras palabras, una vez que encuentre la birrefringencia efectiva de su fibra, puede recuperar su estado de polarización de entrada.
Una buena fuente de teoría sobre esto podría ser: "Efectos de birrefringencia de fibra óptica: fuentes, utilización y métodos de supresión" de Petr Drexler y Pavel Fiala.