氮化硅（Si3N4）材料因其较宽的透明窗口和较低的温度敏感性,可实现高折射率差、低传输损耗的光波导等优点在集成光波导器件领域受到了广泛的重视。近年来,各种实验室原型的氮化硅光波导器件相继研制成功,推动着氮化硅光波导器件不断向实用化迈进。然而,通常氮化硅光波导的截面尺寸远小于普通单模光纤的截面尺寸,因此其在与单模光纤耦合时由于波导与光纤的模场失配导致的耦合损耗也较大,使得器件的性能不能得到充分发挥,阻碍了氮化硅光波导器件的实用化。目前,降低氮化硅光波导与光纤耦合损耗的两种主要方案分别是采用光栅耦合器与采用模斑转换器,这其中采用模斑转换器通常可实现较高的耦合效率、较大的工作带宽和较低的偏振依赖性。本文分别针对标准单模光纤及锥形单模光纤与氮化硅光波导耦合的两种情形,研究、设计并制作了应用于氮化硅光波导的模斑转换器,测试了相应的耦合效率,分析讨论了提升耦合效率的技术路线。论文的具体工作如下:首先,介绍了当前国内外有关模斑转换器的研究现状,说明了氮化硅光波导模斑转换器的研究意义。然后,针对模斑转换器的理论设计,介绍了相关理论知识,主要包括条形波导的模式求解、光纤与光波导的对接耦合理论、模斑转换器的基本原理以及器件测试的截断法。并采用理论分析与数值仿真相结合的方式,确定了应用于两种光纤耦合情形的模斑转换器设计思路,主要是在水平和竖直方向对氮化硅波导模场进行设计,并经多次仿真优化,初步确定器件参数。最后,针对模斑转换器的制作与性能测试展开研究。依次进行了制作工艺研究与设计,掩膜版设计、器件制作与测试、结果分析等。实验结果表明:氮化硅条形直波导与标准单模光纤的端面耦合损耗是14.98 d B,水平锥形Epo Core作为包层的氮化硅倒锥形模斑转换器能将该值降低为12.39 d B;氮化硅条形直波导与模场直径为3.2μm的锥形单模光纤的端面耦合损耗是6.82 d B,氮化硅正锥形阶梯波导模斑转换器能将该值降低为5.98 d B。这证明了所制作的氮化硅波导模斑转换器能有效提高与光纤的耦合效率。