在晶体中，自然光分解为寻常光（o光）和非常光（e光）时，虽然它们的频率相同且振动方向垂直，但其位相差并不是固定的。当自然光被一线偏振光替代，射向光轴平行于晶面的单轴晶体表面，且振动平面与晶体光轴夹角为θ时，情况发生了变化。
在晶体表面，线偏振光分解为振幅为A的o光（振幅Asinθ）和e光（振幅Acosθ），并且o光和e光的位相变得一致。然而，由于o光和e光在晶体内的传播速度不同，它们之间会产生位相差，这个位相差可以用公式n0和ne（对o光和e光的主折射率）以及晶体厚度d来计算。
如图2所示，当o光和e光透过不同厚度的晶体时，光矢量末端的轨迹除δ=0和π时为直线，其余情况都是椭圆形。当δ等于π/2和3π/2，即θ等于45°时，产生的光是圆偏振光。因此，图1中的系统是生成椭圆偏振光或圆偏振光的基本装置，其中δ=0和π的线偏振光则是这两种特殊形态的极限情况。
椭圆的偏振光是指光的电场方向或光矢量末端在垂直于传播方向的平面上描绘出的轨迹。当两个相互垂直的振动同时作用于一点时，若它们的频率相同并且有固定的位相差，则该点的合成振动的轨迹一般呈椭圆形。