激光作为一种高质量、高功率密度、高可控性、的能量源，广泛应用于工业加工、激光核聚变、军事、科研等要求高质量、高能量源的应用领域，日益受到人们的关注。
由于激光光场是一个在空间上能量非常聚集的能量源，在与物质作用过程中会导致物质加热、熔化、气化、电离，对激光继续与靶材的耦合形式影响很大，甚至相作用产生的物质会对激光有屏蔽的效应，导致激光与靶材的解耦。这些都成为影响激光光场分布的重要因素。
由于激光辐照光场分布改变的根本原因在于辐照过程中靶材被激光作用后的熔融、喷溅与烧蚀改变了光场的能量分布。因而对激光辐照光场的研究是激光与靶材良好耦合的前提。所以，准确的认识激光辐照光场有很重要的应用价值与深刻的现实意义。
以往对激光辐照光场能量时空分布的了解，都是在光路架设好后通过试验调试与测量计算的方式得到的。由于受试验条件等方面的限制，难以测量或者无法得到激光作用期间，受到材料喷射等扰动的准确光场信息。最常用的还是通过对反射激光和散射激光的采集与收纳来笼统的计算靶材对激光的动态吸收率，以及通过间接方式，计算沉积在靶材中的能量来推算出靶材对激光的整体吸收效率。
然而，这些方式得到的结果不具有普遍性，并且很难得到随某种确定性参量变化随之变化的光场能量分布，而事实上，激光参数只要稍加变化，耦合的形式就可能变化很大，用这些方式来确定激光与靶材的耦合形式是十分困难的。
在计算机仿真高速发展的今天，我们可以采用多物理场耦合的数值模拟方式来处理这种复杂的问题。COMSOL Mutiphysics 软件是 COMSOL 公司（瑞典）的旗舰产品。 COMSOL Mutiphysics 起源于 MATLAB 的 Toolbox，后来分离更名为Femlab，自3.2a的版本开始，正是命名为COMSOL Mutiphysics。
COMSOL Multiphysics 是一款大型的高级数值仿真软件。广泛应用于各个领域的科学研究以及工程计算，被当今世界科学家称为“第一款真正的任意多物理场直接耦合分析软件”。
目前已经在声学、生物科学、化学反应、弥散、电磁学、流体动力学、燃料电池、地球科学、热传导、微系统、微波工程、光学、光子学、多孔介质、量子力学、射频、半导体、结构力学、传动现象、波的传播等领域得到了广泛的应用。
1 数值模拟流程
COMSOL Mutiphysics 光场分析主要分为波动光学和射线光学两种，还可以采用数学方法构建。激光光场是一个高频电磁波场，随着与靶材的相互作用，靶材的状态改变导致光场的能量分布在空间中瞬时响应变化，因此，激光光场尤其是脉冲激光是一个在空间和时间上高度非线性的能量场，对光场能量分布的分析属于高度的非线性瞬态分析过程。
2 有限元网格的划分
有限元网格的划分纪要有利于节省计算时间，还要保证激光与靶材相互作用位置的计算的精度，所以应采用特殊的网格划分方式，由于激光光场强度在空间上的高度非线性，所以应当在与靶材接触位置用较密的网格划分，适当的采用边界层、瞬态自适应网格及自动重新剖分网格的处理方式，以保证计算及耦合的精确性。
特别注意，在对波动光学光束包络网格的剖分过程中，要想得到光滑的计算结果，需要设置最大网格应不大于 1/6 波长。
3 激光作用的能量耦合方式的选取
激光作用的能量耦合方式在一定的功率密度（1.0×107W/cm2）下，主要是热作用。对于激光的热作用，其主要耦合机制为逆轫致辐射吸收，在以往的一些仿真模拟中，对于靶材的作用不同时，一般把热源看成二维面热源或普通的三维体热源的数学模型处理，面热源的能量密度分布为高斯分布。
4 时间上的差分方式
由于高功率密度的激光器产生的激光，大多为脉冲激光，具有高时间非线性的特征，那么就需要合理的对瞬态过程中高非线性的时间点进行加密处理，对求解器进行设置精确的求解方式。
由于激光光场是一个在空间上能量非常聚集的能量源，在与物质作用过程中会导致物质加热、熔化、气化、电离，对激光继续与靶材的耦合形式影响很大，甚至相作用产生的物质会对激光有屏蔽的效应，导致激光与靶材的解耦。这些都成为影响激光光场分布的重要因素。
由于激光辐照光场分布改变的根本原因在于辐照过程中靶材被激光作用后的熔融、喷溅与烧蚀改变了光场的能量分布。因而对激光辐照光场的研究是激光与靶材良好耦合的前提。所以，准确的认识激光辐照光场有很重要的应用价值与深刻的现实意义。
以往对激光辐照光场能量时空分布的了解，都是在光路架设好后通过试验调试与测量计算的方式得到的。由于受试验条件等方面的限制，难以测量或者无法得到激光作用期间，受到材料喷射等扰动的准确光场信息。最常用的还是通过对反射激光和散射激光的采集与收纳来笼统的计算靶材对激光的动态吸收率，以及通过间接方式，计算沉积在靶材中的能量来推算出靶材对激光的整体吸收效率。
然而，这些方式得到的结果不具有普遍性，并且很难得到随某种确定性参量变化随之变化的光场能量分布，而事实上，激光参数只要稍加变化，耦合的形式就可能变化很大，用这些方式来确定激光与靶材的耦合形式是十分困难的。
在计算机仿真高速发展的今天，我们可以采用多物理场耦合的数值模拟方式来处理这种复杂的问题。COMSOL Mutiphysics 软件是 COMSOL 公司（瑞典）的旗舰产品。 COMSOL Mutiphysics 起源于 MATLAB 的 Toolbox，后来分离更名为Femlab，自3.2a的版本开始，正是命名为COMSOL Mutiphysics。
COMSOL Multiphysics 是一款大型的高级数值仿真软件。广泛应用于各个领域的科学研究以及工程计算，被当今世界科学家称为“第一款真正的任意多物理场直接耦合分析软件”。
目前已经在声学、生物科学、化学反应、弥散、电磁学、流体动力学、燃料电池、地球科学、热传导、微系统、微波工程、光学、光子学、多孔介质、量子力学、射频、半导体、结构力学、传动现象、波的传播等领域得到了广泛的应用。
1 数值模拟流程
COMSOL Mutiphysics 光场分析主要分为波动光学和射线光学两种，还可以采用数学方法构建。激光光场是一个高频电磁波场，随着与靶材的相互作用，靶材的状态改变导致光场的能量分布在空间中瞬时响应变化，因此，激光光场尤其是脉冲激光是一个在空间和时间上高度非线性的能量场，对光场能量分布的分析属于高度的非线性瞬态分析过程。
2 有限元网格的划分
有限元网格的划分纪要有利于节省计算时间，还要保证激光与靶材相互作用位置的计算的精度，所以应采用特殊的网格划分方式，由于激光光场强度在空间上的高度非线性，所以应当在与靶材接触位置用较密的网格划分，适当的采用边界层、瞬态自适应网格及自动重新剖分网格的处理方式，以保证计算及耦合的精确性。
特别注意，在对波动光学光束包络网格的剖分过程中，要想得到光滑的计算结果，需要设置最大网格应不大于 1/6 波长。
3 激光作用的能量耦合方式的选取
激光作用的能量耦合方式在一定的功率密度（1.0×107W/cm2）下，主要是热作用。对于激光的热作用，其主要耦合机制为逆轫致辐射吸收，在以往的一些仿真模拟中，对于靶材的作用不同时，一般把热源看成二维面热源或普通的三维体热源的数学模型处理，面热源的能量密度分布为高斯分布。
4 时间上的差分方式
由于高功率密度的激光器产生的激光，大多为脉冲激光，具有高时间非线性的特征，那么就需要合理的对瞬态过程中高非线性的时间点进行加密处理，对求解器进行设置精确的求解方式。
