作为一种新型的光纤光栅解调方法，阵列波导光栅解调方法具有解调精度高、速度快等优点。在阵列波导光栅解调系统中，光耦合器能使传输中的光信号在特殊结构内发生耦合并且进行能量再分配。正是由于光耦合器的这种特性，在阵列波导光栅解调系统中，光耦合器具有不可替代的重要地位。本文对硅纳米线集成光波导耦合器的设计和制备进行了研究，基于光束传播法优化设计出了三种工作在中心波长为1550nm的2×2硅纳米线集成光波导耦合器，分别为:X型耦合器、CGC耦合器、2×2多模干涉耦合器。优化设计后的X型耦合器尺寸为10μm×300μm，仿真结果表明其附加损耗仅为0.73dB，不均匀性仅为0.2050dB;CGC耦合器尺寸为10μm×300μm，仿真结果表明其附加损耗仅为0.6dB，不均匀性仅为0.0363dB;2×2多模干涉耦合器尺寸仅为6μm×100μm，仿真结果表明其附加损耗仅为0.46dB，在TE偏振态下不均匀性仅为0.06dB，在1.49-1.59μm波长范围内耦合器的附加损耗不大于1.55dB。相比于同等微米级的耦合器，本文所设计的耦合器附加损耗和不均匀性有所减小。采用SOITECH公司项层Si厚度为220nm、掩埋层SiO2厚度为2μm的SOI材料，通过新加坡微电子所代工，利用电子束曝光和反应耦合等离子工艺，完成了硅纳米线集成光波导耦合器的制备。对制备完成的硅纳米线集成光波导耦合器进行了光学测试，采用光波导对准平台，使用锥形光纤将光源引入光波导，观察光经过耦合器传输后的光功率及输出频谱的变化。测试结果表明，X型耦合器附加损耗为1.0817dB，不均匀性为3.0850dB;CGC耦合器附加损耗仅为0.6737dB，不均匀性仅为0.1355dB;2×2多模干涉耦合器附加损耗仅为0.5423dB，不均匀性仅为0.0053dB，多模干涉耦合器在1500-1600nm范围内波长响应良好。本文所设计的2×2多模干涉耦合器具有尺寸小、附加损耗低、不均匀性低、波长响应范围较宽、偏振特性良好的优点，适用于阵列波导光栅解调集成微系统。　　本文的研究成果有利于光纤光栅解调系统的微型化、集成化，将对光纤光栅传感解调的发展起到重要推动作用，对于未来光纤光栅解调系统的全硅光电集成芯片研究具有重要意义，同时也为拓展光纤光栅传感技术在面向健康、生命科学和航空航天的应用奠定基础。