Allerede i 1808 kunne Étienne-Louis Malus vise at lystråler som går ut fra en punktformig kilde, vil alltid bevege seg vinkelrett på fiktive flater i rommet uavhengig av hvor mange refleksjoner og brytninger de gjennomgår. Denne egenskapen er en konsekvens av Fermats prinsipp for lysets bevegelse. Samme prinsipp ble også lagt til grunn da Hamilton et par tiår senere videreutviklet dette resultatet slik at lysets gang kan beregnes mer systematisk.