Rapprochons nous encore de la réalité : la pompe dépose une grande quantité d'énergie sur une petite surface dans le cristal. Il en résulte un échauffement local, et donc comme l'indice de réfraction varie avec la température un gradient d'indice apparaît. D'autre part, la dilatation thermique du cristal induit un « bombement » de ces faces. Ce deuxième effet est responsable de la transformation du miroir plan déposé sur le cristal en un miroir concave.
L'effet de gradient d'indice peut être en première approximation modélisé par l'ajout d'une lentille mince équivalente au niveau du point de focalisation de la pompe dans le cristal.
Nous n'effectuerons pas ici les calculs qui s'avèrent fastidieux à effectuer « à la main », cependant le principe est simple puisqu'il s'agit juste de rajouter des éléments dans la cavité. Ce type de calcul est très facilement géré par ordinateur (il s'agit de simples multiplications de matrices) et plusieurs logiciels spécialisés existent sur le marché.
On se rapproche ainsi de la cavité réelle et l'on peut ainsi modéliser assez finement les caractéristiques géométriques du faisceau laser.