光纤放大器是光纤通信的一次根本性革命，是实现高速率、大容量光纤通信系统的关键技术。光纤放大器的平坦增益是实现密集波分复用（DWDM）系统的关键指标，因此对当前新型高效的光纤放大器的研究越来越关注于其增益的宽带平坦化。现有的典型光放大技术主要有掺铒光纤放大器（EDFA）和拉曼光纤放大器(RFA)。本文采用结构设计、理论仿真与实验验证相结合的方法对当前典型光纤放大器EDFA和RFA的C和L带(conventional and long band)平坦增益进行了研究。首先对EDFA的数学模型进行了程序的编写和仿真计算，完成了EDFA的C和L带平坦增益的结构设计与优化，实现了覆盖C带20dB0.8dB的平坦增益特性和3dB左右的噪声系数特性，L带20dB1dB的增益平坦度和3-4dB的噪声指数。其次，RFA的平坦增益结构主要在于泵浦激光器的波长和功率组合的优化，为此本文采用了遗传算法对泵浦的组合进行了优化计算，使用四个泵浦实现了覆盖1530-1605nm范围内的1dB的平坦增益特性。最后，在分析了EDFA和RFA各自宽带平坦增益特性的基础上，经优化设计确定了EDFARFA混合宽带平坦增益光纤放大器的结构，并对其增益特性进行了仿真计算,获得了覆盖100nm光通信窗口的22dB高平坦增益。在理论分析的基础上，针对仿真设计的平坦增益光纤放大器结构，经过对所需器件和仪器的询价、对比和购买后，实际制作了C波段增益平坦EDFA和L波段增益平坦的EDFA并建立了相应的特性评价系统。利用实验室自制的可调谐信号源和已有的宽谱光源对所建立的平坦增益EDFA进行了特性评价。随着新型光纤技术的发展和研究的进行，基于新型光子晶体光纤(PCF)的拉曼放大器的研究引起了越来越多的人的关注，成为光纤放大器发展的一个新方向。本论文仿真优化设计了高非线性PCF，完成了对基于PCF的拉曼放大器的数学建模和增益特性的仿真计算，最终获得了C带范围内1dB增益波动的平坦增益特性。在下一代光纤DWDM系统中，宽带增益平坦型掺铒光纤放大技术和光纤拉曼放大技术必将发挥出更大作用。