ロッド型及びディスク型における温度分布・応力分布・熱破壊限界で算出した応力はレーザー媒質内で熱的歪みを発生させ、この歪みが光弾性効果を介して屈折率変化を与える。
物質の屈折率は一般的に屈折率楕円体によって記述されるが、熱歪みによる屈折率変化は屈折率楕円体の形、振幅、偏光の微小な変化によって与えられる。その変化は係数内の微小な変化によって決定され、
(式１)
となる。ここで、Piiklは4階（Rank4）の光弾性効果テンソルである。このテンソルの各要素は弾性光学係数であり、εklは2階（Rank2）の歪みテンソルである。
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