Krystalické materiály mohou mít různé indexy lomu spojené s různých krystalografických směrech. Běžná situace s minerální krystaly je, že existují dva odlišné indexy lomu, a oni jsou voláni birefringent materiálů. Pokud jsou směry y a z ekvivalentní z hlediska krystalických sil, pak je osa x jedinečná a nazývá se Optická osa materiálu. Šíření světla podél optické osy by bylo nezávislé na jeho polarizaci; je to elektrické pole je všude kolmé k optické ose a nazývá se to obyčejná – nebo o-vlna. Světelná vlna s E-polem rovnoběžným s optickou osou se nazývá mimořádná-nebo e-vlna. Dvojlomné materiály se široce používají v optice k výrobě polarizačních hranolů a retardačních desek, jako je čtvrtvlnová deska. Vložení dvojlomného materiálu mezi zkřížené polarizátory může vést k interferenčním barvám.
široce používaným dvojlomným materiálem je kalcit . Jeho dvojlom je extrémně velký, s indexy lomu pro O-A e-paprsky 1,6584 a 1.4864 resp.
| počátky dvojlomů | některé dvojlomné materiály |