光纤拉曼放大器因其特有的在线、宽带、低噪声等特点而越来越被人们关注，是一种非常适合下一代超大容量、超长距离DWDM系统的光放大器，尤其是在海底跨样光纤通信、超长距离光纤通信以及开发整个光纤低损耗窗口等方面有着不可替代的优势。本文对光纤拉曼放大器的研究包括以下内容：第一 设计拉曼耦合方程组的计算机数值求解方法（不考虑噪声），并在MATLAB下编程实现。本文通过基于光纤分段思想的数值求解方法，解决了单波长、多波长前向泵浦FRA耦合方程组的数值求解问题。然后在光纤分段思想的基础上，用普通打靶法实现了单波长后向泵浦泵浦这一边值问题的数值求解。最后，对于最难求解的多波长后向泵浦FRA问题，本文提出了多维并行打靶思想，MATLAB下数值仿真证明，该多维并行打靶法非常适合求解拉曼耦合方程这类高度非线性的问题，打靶过程收敛速度较快（八波长泵浦时只需打靶6次就可以使打靶偏差小于10-8）。第二 设计新型的遗传算法，结合前面提到的多维并行打靶法来优化多波长后向泵浦FRA各个泵浦光的波长、功率值，以得到更好的增益平坦度。该遗传算法采用十进制编码（更适合高维搜索），并且引入了遗传算法的最新思想——算术杂交思想和自适应变异思想。然后，在MATLAB下编程实现该优化算法，并且在数值模拟的基础上，设计、优化了C波段（1530～1570nm）以及C+L波段（1530～1610nm）拉曼放大器。第三 给出了拉曼光纤激光器（RFL）原理和数学分析方法，定性地分析了其优化设计方法。第四 基于PTDS(Photonic Transmission Design Suite, 德国VPI公司的商用光纤通信仿真软件)平台做拉曼仿真，仿真内容包括两部分，一是宽带 、增益平坦多波长后向泵浦FRA的仿真；二是一个C+L波段拉曼放大系统优化仿真，讨论了部分参数（传输光纤长度、拉曼放大光纤有效模场面积、泵浦功率、信号入纤功率）与系统性能的关系，从而得到了这些参数的优化方法。