kristallina material kan ha olika brytningsindex associerade med olika kristallografiska riktningar. En vanlig situation med mineralkristaller är att det finns två distinkta brytningsindex, och de kallas dubbelbrytande material. Om Y – och z-riktningarna är ekvivalenta när det gäller de kristallina krafterna, är x-axeln unik och kallas materialets optiska axel. Utbredningen av ljus längs den optiska axeln skulle vara oberoende av dess polarisering; det elektriska fältet är överallt vinkelrätt mot den optiska axeln och det kallas den vanliga – eller o-vågen. Ljusvågan med E-fält parallellt med den optiska axeln kallas extraordinär – eller e-våg. Dubbelbrytande material används i stor utsträckning i optik för att producera polariserande prismor och retarderplattor såsom kvartvågsplattan. Att sätta ett dubbelbrytande material mellan korsade polarisatorer kan ge upphov till störningsfärger.
ett allmänt använt dubbelbrytande material är kalcit . Dess dubbelbrytning är extremt stor, med brytningsindex för o-och e-strålarna 1.6584 och 1.4864 respektive.
| ursprung dubbelbrytning | vissa dubbelbrytande material |