随着信息技术在21世纪的迅猛发展,集成光子器件越来越广泛的应用于光纤通信,促使光纤通信器件不断向集成化和小型化方向迈进,其功能和可靠性得到大幅提升。目前,芯片制造与器件封装是制约集成光子器件发展的瓶颈,而对准耦合技术是集成光子器件精确对准封装过程的关键,是器件实现相关功能的基础。本文基于波导光学理论,研究了集成光子芯片与光纤阵列对准耦合模型,分析了横向位错、纵向位错和角度偏差对集成光子器件对准耦合的影响规律,为对准算法的仿真研究提供了理论支撑。基于集成光子芯片与光纤阵列的场强分布理论,研究了光纤阵列场强分布的理论模型,完成了光纤阵列场强分布规律的实验。根据实验数据和实验结果,分析了集成光子芯片与光纤阵列的场强分布规律,为研究精确对准过程中的对准耦合算法奠定了实验基础。基于集成光子芯片与光纤阵列的对准耦合模型,完成了爬山算法和模式搜索算法的仿真,分析了两种算法在集成光子器件对准耦合搜索过程中的优缺点,并最终确定模式搜索算法作为对准耦合算法。运用德国ficonTEC光学对准平台完成了集成光子芯片与光纤阵列的精确对准耦合实验,实验结果表明,与爬山算法相比,模式搜索算法的搜索过程可以减少平台73%的移动量,减少精确对准搜索时间87.9%,且对准成功率达到100%。