Materiały krystaliczne mogą mieć różne wskaźniki załamania związane z różnymi kierunkami krystalograficznymi. Wspólna sytuacja z Kryształami mineralnymi polega na tym, że istnieją dwa różne wskaźniki załamania i są one nazywane materiałami dwójłomnymi. Jeśli Kierunki y i z są równoważne pod względem sił krystalicznych, to oś x jest unikalna i nazywana jest osią optyczną materiału. Propagacja światła wzdłuż osi optycznej byłaby niezależna od jego polaryzacji; to pole elektryczne jest wszędzie prostopadłe do osi optycznej i nazywa się zwykłą-lub o-wave. Fala świetlna o polu e równoległym do osi optycznej nazywana jest falą nadzwyczajną lub E. Materiały dwójłomne są szeroko stosowane w optyce do produkcji pryzmatów polaryzacyjnych i płyt zwalniających, takich jak płyta ćwierćfalowa. Umieszczenie materiału dwójłomnego między skrzyżowanymi polaryzatorami może powodować zakłócenia kolorów.
powszechnie stosowanym materiałem dwójłomnym jest kalcyt . Jego dwójłomność jest bardzo duża, a współczynniki załamania dla promieni o i e wynoszą 1,6584 i 1.4864.
| pochodzenie dwójłomności | niektóre dwójłomne materiały |