当两束不同方向的线偏振光在双折射介质中传播时，它们的相位变化不同。假设每个偏振波都沿着介质的一个主轴方向传播，因此在传播过程中偏振方向保持不变。对于具有相同频率的单色波来说，相位延迟的差值与传播长度L和波数差值Δk（体介质）或者传播常数Δβ的虚部（波导中）成正比：

这表明经过整数倍的偏振拍长（或偏振拍距离）后，两波的相位关系是不变的，偏振拍长为：

假如两束光最初相位为0（L=0），总的偏振态是线偏振的，那么经过四分之一偏振拍长后，相位差为π / 2，可以得到圆偏振光。经过一半拍长后，重新得到线偏振光，只是与初始方向之间夹角为90°。而经过一整个拍长后，得到的偏振方向与初始的方向相同。

保偏光纤的偏振拍长仅为几厘米，甚至几个毫米。这比将光纤弯曲成径向对称的设计得到的双折射还要强。采用光子晶体光纤甚至能实现亚毫米的偏振拍长。强的双折射造成偏振拍长较短，从而光纤对模式耦合效应的灵敏度减小，这是由于制作过程做的瑕疵或者机械应力引起的。

尽管对称设计的光纤中由于存在瑕疵以及受到机械应力而产生双折射，但是光纤并没有准确的偏振拍长，甚至没有一个准确的偏振轴。

测量光纤中的偏振拍长

可以采用多种方法测量光纤中的偏振拍长。由于很难直接检测光纤中的光，以及改变光纤长度，因此测量时光纤的长度是固定的，为L。一种方法是注入线偏振的宽带光（例如，来自于超发光光源），然后记录光纤中透射光的光谱。光谱是振荡的，周期为Δλ，因此可以得到偏振拍长为：

以上方程采用了有效折射率差与波长几乎无关的假设。

还有一些更复杂的测量方法，例如，利用光纤非线性效应，如布里渊散射。有些可以空间上分辨光纤中的双折射。