本文主要研究了基于散射算子的非迭代双向光束传输法数值分析纵向折射率有突变光波导的稳定性和精度等问题。本文首先研究了光束传输法数值分析纵向折射率连续变化光波导的单向光波传输过程。在数值分析纵向折射率有突变光波导的过程中，光波在折射率突变界面发生反射，波导中任意一点处的光波可以分解为前向传输分量和后向传输分量，利用波动方程以及边界条件可以得到分别表示前向传输和后向传输的两个单向亥姆霍兹方程。在光束传输法中只分析前向亥姆霍兹方程，而后向分量近似为零。双向光束传输法同时分析两个单向亥姆霍兹方程，通过引入散射算子，得到了基于散射算子的非迭代双向光束传输法。散射算子可以分为反射算子和透射算子，这两种算子中均包含了平方根算子。平方根算子的有理逼近是基于散射算子的非迭代双向光束传输法的关键步骤，其逼近精度决定了算法的稳定性和精度，尤其对于折射率突变差异较大的光波导显得至关重要。数值计算散射算子逼近矩阵是基于散射算子的非迭代双向光束传输法的核心，可以分为转移计算和传输计算两个计算单元。本文采用Pade逼近法有理逼近平方根算子，研究了Pade逼近方式、逼近阶数等参数对基于散射算子的非迭代双向光束传输法的影响。理想情况下光波导的尺寸无限大，辐射模在横截面方向无限传播，但是在实际应用中光波导的尺寸是有限的，这导致了辐射模在横截面边界发生反射。反射光波传入导波层干扰了导波模，透射光波透过光波导向外传播。本文引入完全吸收电磁波层边界条件，通过完全吸收电磁波层完全吸收了任何传入该层的光波，从而避免了横截面边界的光波反射。本文最后列举了三个数值分析实例，研究了平方根算子Pade逼近、工作波长、折射率差异等因素对基于散射算子的非迭代双向光束传输法的影响。