Podstawienie równania (2) do 3a-b prowadzi do następujących warunków:   (4a)   (4b)

Aby znaleźć dozwolone wartości podstawiamy i rozpisujemy wektory i w bazie

Wtedy równanie 4a rozkłada się na układ równań:    (5a)   (5b)    (5c)

Będzie on miał rozwiązanie jeśli wyznacznik macierzy będzie równy zero:   (6)

Po przekształceniu:   (7)

Dla kryształów jednoosiowych, gdzie i można to równania przekształcić do:   (8)

Pierwsza część równania definiuje sferę – tak rozchodzi się promień normalny, druga część to elipsoida – tak rozchodzi się promień nadzwyczajny.

Dla substancji dwuosiowych równanie (7) nie może być przekształcone w taki sposób i opisuje bardziej skomplikowaną parę powierzchni.

Przykłady substancji dwójłomnych Dane dla światła o długości fali około 590 nm (okolice światła żółtego),