双折射
当光单射光学各向异性晶体（如方解石）中时，一条单色自然光进入其中，便被分成两条，这个现象被称为双折射现象。
自然光进入各向异性晶体后，它原有的各方向振动合并在两个互相垂直的方向上。同时，这两种振动分别以不同速度透过物体，成为两条互相垂直的平面偏振光。由双折射分出的这两条速度不同的平面偏振光，其中只有一条遵守折射定律，称为寻常光（o），另一条不符合此定律的称为非寻常光（e）。寻常光的折射率no与光的传播方向无关，是一个常数；非寻常光的折射率ne随在晶体中传播方向的不同而不同。
此外，实验发现在方解石等晶体内存在着一些特殊的方向，光沿着这些特殊方向传播时，不发生双折射。此时，o光和e光的折射率（sini/sinr的比值）相等，光的传播速度相同，晶体内部的这个特殊的方向称为晶体的光轴方向，晶体内平行于该方向的任意一条线称为晶体的光轴。
简介
晶体介质的折射率与光波的偏振方向有关，是各向异性的。科学家早就发现，一束单射
光波在方解石（碳酸钙晶体）中分解成两束偏振方向互相垂直、折射率不同的光波。这种现象称为双折射。在各种晶体中普遍存在双折射现象。
产生双折射现象的原因是，一条光线射到方解石晶体上，会在冰洲石内产生两条折射光线，如图所示。自然界的晶体大多数都不同程度地产生双折射，只是不及冰洲石那样显着，因而不容易观察到。
理论诠释
冰洲石的两条折射光线中，一条光遵守普通的折射定律，称作寻常光（或o光）；另一条
光不遵守普通的折射定律，称作非常光（或e光）。在冰洲石内，寻常光的传播速度与传播方向无关，是一个常量；非常光的传播速度则是与传播方向有关的变量。冰洲石内有一个特殊的方向，非常光沿这个方向传播的速度等于寻常光的速度。这个方向称作方解石晶体的光轴。冰洲石的六个表面都是相同的菱形时，两个钝隅的连线便是光轴。
双折射现象的明显例子是方解石。透过方解石的菱面体就可以看到明显重影。
产生双折射现象可作如下解释：自然光射到冰洲石上的每一点，都会在冰洲石内产生两种子波：一种是球面波；另一种是以光轴为旋转轴的旋转椭球面波。根据惠更斯原理，子波的包络面便是新的波面。因此，两种子波便有两种波面，即有两种折射光。平行光斜单射到冰洲石的表面上，光轴在入射面内，射到A点的光在冰洲石内产生两个子波面（球面和旋转椭球面）；射到B点的光晚到一些，产生的两个子波都小一些；这时射到C点的光刚到达方解石晶体表面。作这些子波的包络面CE和CF，则AE和AF就分别是A点产生的寻常光和非常光。
寻常光和非常光都是线偏振光。冰洲石内光线和光轴构成的平面称作主平面。寻常光的振动（电场强度）垂直于寻常光的主平面；非常光的振动（电场强度）则在非常光的主平面内。
详细信息
解析
光波仅在单射一轴晶体时会分解成常光o与非常光e，而在入射二轴晶体时分解的两种偏振光均为非常光！
寻常光o的折射率对于介质来说是各向同性的，是个折射率球，寻常光遵从折射定律；非寻常光的折射率对于介质来说是各向异性的，通常是折射率椭球，非寻常光）一般不遵从折射定律，即e光折射线也不一定在入射面内。
宝石中出现明显双折射的例子是方解石，透过方解石的菱面体解理块就可看到很明显重影。其他一些在10×放大镜下有明显双折射的宝石有电气石（DR=0.014到0.021）、橄榄石（DR=0.036）、中到高型锆石（高型DR=0.059）、莫桑钻等
相关概念
晶体的光轴
当光在晶体内沿某个特殊方向传播时不发生双折射，该方向称为晶体的光轴。
光轴是一特殊的方向，凡平行于此方向的直线均为光轴。
1)单轴晶体：只有一个光轴的晶体，如方解石、石英、红宝石、冰等；
2)双轴晶体：有两个光轴的晶体，如云母、结晶硫、蓝宝石、橄榄石等。
主平面
主平面：晶体中光的传播方向与晶体光轴构成的平面。
o光振动垂直主平面，e光振动在主平面内。
主截面
主截面：晶体表面的法线与晶体光轴构成的平面。
当光的入射面为主截面时，o光和e光的主平面都在主截面内，此情形下o光与e光的振动方向相互垂直。
类型
永久双折射
各向异性透明晶体如方解石、石英等的折射率，是其固有的特性，称为永久双折射。
暂时双折射
有些物质（如玻璃、塑料、ep）通常是不发生双折射的，但当它们内部有应力时就会出现双折射现象。还有些不发生双折射的物质（如1-溴-2-硝基苯、钛酸钡），在电场的作用下会出现双折射，
这种现象称为暂时双折射或人工双折射。