随着DWDM技术的发展，高性能光放大器的市场需求进一步增长。光纤拉曼放大器(FRA,fiber Raman amplifier)是光放大器的一种，近年来受到越来越多的关注，已成为光传输和光网络中补偿损耗的一个非常重要的器件。尽管国外实现了FRA的商用，国内也已用自主研发的FRA做了试验，但是为维护其性能的稳定而需要的高成本使得FRA仍然达不到实际推广应用的程度。目前，在理论上全面分析FRA的各种特性，进而优化设计整个FRA系统使其性能提高成为关键。本文采用理论分析为主、实验为辅的研究方法，主要研究FRA的阈值特性和增益特性。 FRA基于受激拉曼散射(SRS,stimulated Raman scattering)，SRS只有达到拉曼阈值条件，才能使信号光放大。本文的创新点之一就是：发现已有拉曼阈值公式与文献发表的实验数据不符，在考虑泵浦光转移给信号光能量的前提下，推导出新的拉曼阈值公式，并计算出光纤最大损耗和最短长度，得出最优化泵浦功率和光纤长度，对于泵浦源设计和效率问题有理论参考意义，能更好地研究和设计适用于DWDM系统的分布式光纤拉曼放大器(DRA,distributed Raman amplifier)。 其次，在理论上较全面地分析了各个参量对单通道系统中同向泵浦FRA和反向泵浦FRA增益特性的影响，得到可以根据各个参量对放大器增益的不同影响来优化放大器增益特性的结论，尤其是发现反向泵浦FRA的增益随光纤对信号光的损耗系数增大而增大，对于如何提高放大器的增益进而提高其放大性能有指导作用，这是本文的第二个创新点。反向泵浦FRA的增益特性分析采用打靶法和龙格库塔法相结合的数值方法，较好地解决了FRA中耦合方程的边值问题，并且发现这种方法还可以应用于FRA其他特性的分析以及优化设计DWDM系统中多泵浦多信道FRA。 最后，模拟SRS产生的过程，发现泵浦光强和光纤长度的兑换关系及能量红移普遍存在两个规律，这是本文的第三个创新点。对于高斯光束在光纤之间耦合时的参数选择要点也进行了分析。在此基础上，采用透镜耦合的方法，实验得到初步的预期结果。