自由空间光通信（Free Space Optical Communication,FSO）与微波通信相比具有保密性好、通信容量大以及抗电磁干扰能力强等优点。因此FSO通信在近年来得到了广泛的应用。在FSO系统中经常会使用到一些光器件,如掺铒光纤放大器（Erbium Doped Fiber Amplifier,EDFA）,波分复用器（Wavelength Division Multiplexer,WDM）等,这些器件大多是采用单模光纤输入光信号。因此,空间光与单模光纤的耦合技术是FSO系统面临的关键技术之一。因为单模光纤纤芯直径很小,采用其输入光信号时,人工实现耦合对准变得尤为困难,因此可以考虑用自动对准的方法降低耦合对准的难度。本论文针对该问题,研究了空间光-单模光纤耦合自动对准技术,主要工作如下:1.依据模场匹配原理,分析了在理想情况下,通过透镜把空间平面波耦合进单模光纤的耦合效率,并仿真分析了轴向、径向、角度这三种对准偏差对单模光纤耦合效率的影响。2.采用三种不同位移方式的压电陶瓷,设计了一种五自由度空间光-单模光纤耦合装置,并根据三种压电陶瓷的工作条件设计了对应的恒压直流供电和电压放大电路。介绍了连接三种压电陶瓷的结构及固定该结构与单模光纤的设计。3.依据自动对准系统的工作原理,设计了用于驱动和控制压电陶瓷的AN9767模块的驱动程序和基于FPGA开发平台的上位机指令串口接收程序及指令包解析程序。4.搭建了基于单模光纤耦合装置的空间光-单模光纤耦合自动对准实验平台,编写了随机并行梯度下降算法（Stochastic Parallel Descent Algorithm,SPGD）,以耦合进单模光纤中的光功率大小为系统性能评价函数,实现空间光与单模光纤耦合的自动对准。实验结果表明:采用所设计的耦合装置并结合随机并行梯度下降算法可以实现空间光-单模光纤耦合的自动对准,耦合系统闭环后的耦合效率可达约53.2%,设计方案对空间光-单模光纤耦合自动对准系统的研究具有重要意义。同时该耦合自动对准装置具有结构小巧,精度高和易于搭建等优点。