近些年来,随着光纤激光器技术和光纤放大器的发展,越来越多的领域采用高功率的光纤激光器和光纤放大器来替代传统的激光器和放大器。在光纤放大器不断占领新的市场的同时,人们也在不断的改善其性能。主级振荡功率放大器(MOPA)可以将功率较小的种子激光经过一级或者多级放大后获得高功率输出。由于种子激光器的功率较小,容易获得性能较好的激光输出。通过使用MOPA结构的光纤放大器,可以在获得高功率激光输出的同时,不改变种子激光的优良特性。这种光纤放大器的结构设计方式具有广阔的应用前景是光纤放大器领域的研究热点。本文针对MOPA结构的光纤放大器的设计和优化展开研究和仿真分析,主要完成工作如下：(1)分析稀土掺杂光纤放大器的工作原理,从速率方程出发,推导和建立了各类稀土掺杂光纤放大器的的数值分析模型。(2)通过对放大器的速率方程的求解和分析,研究影响光纤放大器性能的各种因素,如泵浦功率,光纤长度,掺杂稀土以及掺杂浓度等。(3)通过遗传优化算法来寻找MOPA光纤放大器的最优化,为了改善输出性能,采用遗传优化算法来同时优化多级放大器的泵浦功率,光纤长度等多参量,寻找这些合适的参量值。本论文的仿真优化结果通过优化MOPA光纤放大器的两级放大中的泵浦功率,光纤长度,掺杂浓度等参量得到了在一定条件下的最佳输出功率,具备一定的实用价值,同时研究结果对优化多级MOPA光纤放大器有较大的参考价值,为光纤放大器的设计提供了一定的理论指导。