考虑材料的热解、氧化、相变及辐射和内外对流换热等物理过程，给出了激光烧蚀纤维增强复合材料的物理模型及数学模型。以碳纤维/环氧树脂复合材料为例，编程计算了材料的激光烧蚀过程，计算结果与实验结果符合得较好。计算结果表明：考虑复合材料的内对流时得到的结果更准确；较强功率密度激光辐照时，氧化对烧蚀的贡献可以忽略；功率密度一定时，烧蚀质量随时间近似为线性变化，功率密度越高，烧蚀效率越高。以辐照结束时背表面温度及烧蚀质量为目标物理量，对烧蚀过程做了参数敏感性分析，结果表明：热容及热导率对背表面温度的影响较大；树脂含量对烧蚀质量的影响较大，但其相对敏感度随激光功率密度增加而下降；激光功率密度超过1 kW/cm2时，辐射系数对烧蚀质量影响较大，但其相对敏感度随激光功率密度增加而下降。