Birefringensi

Birefringensi adalah properti optik suatu bahan yang menyebabkan cahaya dibelah menjadi dua polarisasi dengan kecepatan berbeda saat melewati bahan tersebut. Perbedaan ini disebabkan oleh indeks bias yang bergantung pada arah propagasi dan orientasi polarisasi cahaya, sehingga bahan bersifat anisotropik. Akibatnya muncul pembelokan ganda (double refraction) dengan dua gelombang cahaya yang memiliki indeks bias berbeda, sering disebut sinar ordinary (o) dan extraordinary (e).

Pada kristal uniaxial terdapat satu sumbu optik, sehingga n_o dan n_e berbeda, sedangkan pada kristal biaxial terdapat tiga indeks bias berbeda dan dua sumbu optik. Nilai birefringensi didefinisikan sebagai Δn = n_e − n_o untuk uniaxial; tanda positif jika n_e > n_o, tanda negatif jika sebaliknya. Birefringensi bergantung pada panjang gelombang cahaya karena dispersive. Material isotropik memiliki Δn = 0. Birefringensi juga dapat muncul pada bahan non-kristal melalui efek form birefringence, misalnya pada larutan terpolarisasi, polimer terorientasi, atau jaringan serat yang mengalami tegangan.

Aplikasi utama mencakup mikroskop polarisasi untuk mineralogi dan kristalografi, di mana birefringensi membantu mengidentifikasi mineral. Dalam mikroskop, pola warna dan kontras yang dihasilkan pada pola polarisasi silang mengungkap retarda antar sumbu. Mineral seperti kuarsa dan kalkit menunjukkan birefringensi yang jelas; sifat positif atau negatif ditentukan oleh perbandingan n_e dan n_o. Birefringensi juga penting dalam desain elemen optik seperti waveplates dan retarder, serta dipengaruhi oleh suhu, tekanan, dan orientasi kristal.