קיימים גבישים בטבע, המראים תכונה של שבירה כפולה. כלומר: החומר מפצל את אלומת האור הפוגעת בו לשתי אלומות מקוטבות, בכיוונים מאונכים אחת לשנייה. לחומר יש מקדם שבירה שונה עבור כל אחד מכיווני הקיטוב.
דוגמא לגביש מסוג זה היא גביש הקלציט (Calcite), הנקרא גם: Iceland spar.
מקדמי השבירה בקלציט הם: 1.486 ו 1.658. הבדלים גדולים בין מקדמי השבירה בשני הכיוונים.
מקדמי השבירה של קרח הם: 1.309 ו 1.313. הבדלים קטנים.
שתי אלומות הקרניים הנוצרות הן:
- אלומה רגילה (Ordinary ray) – אלומת קרניים העוברת ישירות דרך הגביש ללא שינוי במסלולה.
אלומה זו נקראת בשם זה מכיוון שהיא מקיימת את חוק סנל לשבירה. - אלומה בלתי רגילה (Extraordinary ray) – אינה מקיימת את חוק סנל, אלא מועתקת הצידה.
למעשה קיימים בחומר מקדמי שבירה שונים עבור האלומה הרגילה והאלומה הבלתי רגילה.
חומר מסוג זה נקרא: Birefringence – חומר הגורם לאור הפוגע בו לעבור שבירה כפולה.
מהירות התקדמות האור בחומר מסוג זה תלויה בכיוון הקיטוב של וקטור השדה החשמלי של האור ביחס לציר הסימטריה של הגביש (הנקרא: הציר האופטי).
כאשר וקטור השדה החשמלי מכוון בכיוון הציר האופטי, יש למהירות האור בחומר ערך אחד, וכאשר הוא מאונך לציר האופטי יש למהירות האור בחומר ערך שונה.
כאשר אור פוגע בגביש מסוג זה, כיוון התנודה של השדה החשמלי של כל אחד מקיטובי האור הפוגע נמצא בזווית מסוימת לציר האופטי. כאשר האור הפוגע בלתי מקוטב, חציו יועבר כאלומה רגילה, וחציו כאלומה בלתי רגילה.
