一种基于薄膜铌酸锂平台的变迹光栅耦合器，包括：由下而上依次设置的硅衬底、掩埋氧化硅层、薄膜铌酸锂层、氧化硅包层，其中：薄膜铌酸锂层中依次设有端面耦合器、薄膜铌酸锂波导、光束扩展器和变迹光栅，端面耦合器将锥形光纤的光耦合到薄膜铌酸锂波导中，经过光束扩展器输入变迹光栅后，通过变迹光栅衍射耦合出大束腰的高斯光束。本发明基于大尺寸变迹光栅，通过紧凑的平面光子结构，能够将700nm×300nm铌酸锂高折射率单模波导耦合到具有约110µm束腰的良好准直的近表面法线高斯光束，衍射角为10°，在自由空间中实现厘米级传播，损耗为5.6dB。