本发明提供一种单模光纤双向光收发器，包括光发射模块、光接收模块、模斑变换结构和基于氮化硅工艺制作的波分复用模块；光发射模块与波分复用模块的上行光信号发送端连接，波分复用模块的下行光信号接收端和光接收模块通过模斑变换结构耦合连接，波分复用模块的光纤连接端通过光纤连接光线路终端，光接收模块、波分复用模块和模斑变换结构通过硅光子技术集成在同一硅基片上，光发射模块复合集成在所述硅基片上。本发明可实现波分复用模块与光接收模块、光发射模块和光纤之间的有效耦合，波导尺寸均匀，可有效降低信号损耗、减少伪反射且对环境温度不敏感。