Birefringence adalah properti yang ditunjukkan oleh jenis struktur kristal tertentu di mana sinar cahaya yang melewati kristal dipecah menjadi dua gelombang yang tidak sama yang akan melewati pada kecepatan yang berbeda. Sifat ini juga dikenal sebagai pembiasan ganda. Dalam contoh klasik tentang cara kerja birefringence, jika sepotong bahan birefringent ditempatkan pada selembar kertas dengan titik di atasnya, dua versi titik akan muncul. Turmalin, kalsit, es, dan kuarsa semuanya bersifat birefringent.
Sifat ini ditunjukkan ketika kristal secara optik anisotropik. Ketika sesuatu dikatakan anisotropik, itu berarti sifat-sifatnya dapat bervariasi tergantung pada arah pengukuran, daripada sesuatu yang isotropik, dalam hal ini sifat-sifatnya akan sama dari semua sudut. Pada contoh di atas dengan balok kristal birefringent diletakkan di atas selembar kertas dengan titik, saat kertas diputar, salah satu titik akan bergerak, karena indeks bias berubah dengan sudut.
Dalam birefringence, dua gelombang cahaya dihasilkan. Yang pertama adalah gelombang biasa, dan akan tetap arahnya, dengan cahaya yang melewati kristal tanpa gangguan. Gelombang kedua dikenal sebagai gelombang luar biasa, dan bergerak saat kristal diputar. Gelombang luar biasa melingkari gelombang biasa, berubah saat mengenai area kristal yang berbeda dan dibiaskan secara berbeda. Ini karena polarisasi cahaya berubah saat objek direorientasi.
Properti ini dapat dimanfaatkan untuk sejumlah kegunaan yang menarik. Filter optik birefringent dapat dipasang pada berbagai perangkat untuk memanfaatkan birefringence, misalnya. Produk kaca birefringent khusus digunakan dalam berbagai eksperimen ilmiah dan proses industri, dan kalsit juga biasa digunakan dalam aplikasi yang memerlukan birefringence. Dimungkinkan juga untuk melihat bahan trirefringen, di mana ada tiga indeks bias.
Orang yang memakai kacamata dapat menjelajahi birefringence dengan bereksperimen dengan tepi lensa mereka. Ketika kacamata diposisikan dengan benar, seharusnya dimungkinkan untuk memecah gambar menjadi pola ganda, yang disebabkan oleh indeks bias yang berbeda yang ditemukan di sepanjang tepi sepasang kacamata. Birefringence juga dapat ditunjukkan dengan banyak jenis kaca; pada saat kaca digeser maka indeks biasnya harus berubah, sehingga sinar biasa dan sinar luar biasa terlihat dalam bentuk bayangan rangkap yang bergerak.