基于几何光学的基本原理，建立了变截面波导刀体中光传输的约束方程，利用Monte-Carlo法模拟了激光手术刀出射光束的空间分布，计算结果与实验结果基本吻合；讨论了不同设计参数对激光手术刀出射光束空间分布的影响；为该类刀头的设计提供了理论依据及直观有效的数值模拟方法。