随着传输容量需求的日益增加与单模光纤通信系统所面临的香浓极限的限制,少模掺铒光纤放大器逐渐得到了重视。在少模光纤中,光纤的每一个模式都能够成为一个独立的传输信息的传输信道,但是这些不同的信道在对信号传输的时候可能会因为模式的不同在增益方面存在着比较大的差异,这样就难以保证整个传输系统传输信号的质量。因此,若是能够在保证少模掺铒光纤放大器（EDFA）有足够的增益倍数的前提下能够使得差分模式增益（DMG）尽可能小是具有实际应用价值的。目前已经有不少学者针对EDFA的模式增益均衡采取了铒离子优化设计来实现降低EDFA中的DMG,但是这些设计方案均存在一定缺陷。基于此,论文设计了基于两段不同高斯掺杂形貌的掺铒光纤级联而成的四线偏振模掺铒光纤放大器（4LP-EDFA）,采用改进的自适应变异遗传算法对两段掺铒光纤参数进行了优化设计。具体内容归纳如下:（1）分析总结目前对EDFA铒离子分布的优化研究结果,并在总结分析的基础上提出一种新的设计思想;（2）在光纤的理论模型下对线偏振模光纤的放大原理进行了研究,并在EDFA信号光和泵浦光的功率传输方程的基础上对不同光纤长度、泵浦光功率、信号光功率、铒离子掺杂浓度对单段均匀掺杂的4LP-EDFA的增益性能以及噪声性能,结果表明,单段均匀掺杂的4LP-EDFA的存在较大的DMG,在单段均匀掺杂4LP-EDFA中,光纤的长度、信号光功率、铒离子浓度增加均会导致噪声系数NF的增加,而泵浦光功率的增加则会降低NF;（3）利用改进的遗传算法对由两段不同高斯掺杂形貌的掺铒光纤级联而成的4P-EDFA的进行优化,经过优化后得到级联4LP-EDFA在四模式信号同时能够获得模式平均增益约24.52 dB,DMG约0.09 dB;（4）控制其它条件不变得情况下对两段光纤的长度、铒离子高斯掺杂中心位置、高斯掺杂半宽度、泵浦光输入功率、信号光输入功率、信号光波长、铒离子浓度峰值等单独变化时所设计的级联4LP-EDFA的增益特性进行分析。结果表明,在两段光纤的长度、铒离子高斯掺杂中心位置、高斯掺杂半宽度、泵浦光输入功率、信号光输入功率、信号光波长、铒离子浓度峰值等单独作为控制变量时,这些参数均可在一定的变化空间内使得级联4LP-EDFA的平均增益大于24 dB,DMG小于1 dB。