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Die Doppelbrechung, oder Birefringenz, ist die Fähigkeit von optisch anisotropen Medien ein Lichtbündel in zwei senkrecht zueinander polarisierte Teilbündel zu trennen. Die Ursache dieses Effekts liegt im unterschiedlichen Brechungsindex in Abhängigkeit von der Ausbreitungsrichtung und Polarisation des Lichtes. Ein prominentes Beispiel für ein solches Material ist Calcit , an dem die Doppelbrechung 1669 von Erasmus Bartholin entdeckt wurde.