因为多泵浦多信道SRS过程的复杂性，使许多局部佳值叠加到全局佳值上，经典的数学优化算法常常得到局部佳值而漏掉全局佳值，不宜采用。有人采用了模拟退火算法（SimulatedAnnealing）<5>对多波长泵浦的拉曼放大器的增益平坦度进行了研究。如果加以改进，此方法也可以用于增益大化的研究。但是该方法的缺点是算法比较复杂，诸如退火方案，终止温度的确定等都需要精心选择，否则可能得不到好的结果。遗传算法（GeneticAlgorithm）是20世纪70年代发展起来的一种优化算法，它借助生物进化过程中“适者生存”的规律，通过“选择”，“繁殖”，“变异”等演化手段淘汰适应度低的解，终寻找到全局优解。适合求解那些带有多参数、多变量的优化问题，是一个普适性的方法，对目标函数的性质几乎没有要求。在用遗传算法求解很多组合优化问题时，不需要很强的数学技巧，具有适用范围广，易于理解和掌握的特点<6>。特别适合于工程技术和产品的优化设计。采用遗传算法用于拉曼放大器增益参数的优化设计逐渐被重视<7-10>。
下面用此优化算法，分析在WDM系统中，信号一定时，不同数目的泵浦源，不同类型光纤的拉曼光纤放大器增益大化问题。多波长泵浦RFA运转的理论模型设有m个泵浦源，波长为λi，i=1，2，。..，m.n个信号光λj，j=m+1，m+2，。..，m+n.为讨论方便，把所有的波长按从小到大的顺序排列，即，λ1<λ2。..<λm+n。只考虑SRS的一阶斯托克斯效应，忽略其它高阶效应。忽略自发喇曼散射带来的能量损失；信道宽度远小于信道间隔；信号光和SRS散射光同处于单模光纤中的同一个传输模式；各泵浦光和信号光在光纤中的衰减系数相同。则以上不同波长的光在光纤中同向传输时SRS的耦合方程是<6>dnidz=（-α+∑m+nj=1rijnj）ni（1）式中ni，nj等于距离z处波长为λi，λj的光子通量。α是衰减系数。rij为两者之间光子通量的拉曼增益系数。巩稼民等人得到上式的解析解如下<11>pi=pi（0）e-azpρ（0）∑m+nj=Ivivjpj（0）eGjipi（0）=ni（0）hvi，pρ（0）=∑m+nj=Ipj（0）vivj（2）Gji=-kλiMAe（vj-vi）pρ（0）lele=1-e-azαi=1，2，…，m+n24式中pi，pj为光的功率，νi，νj表示光的频率，vj，vi表示光的波数，M为保偏系数，下面的计算中将令M=2，Ae，Le分别表示光纤的有效截面和有效长度。此处用νi和λi分别代替了原式中的v，λ，k为拉曼增益谱拟合直线的斜率。
应用遗传算法的优化过程在信道（包括信道数目，信道间隔，信号波长及初始功率）给定的情况下。多波长泵浦RFA的泵浦源的波长和泵浦功率决定了给定RFA的增益曲线。寻找使增益曲线增益大的这些泵浦源的波长和泵浦功率的取值，就是优化算法的目标。令各泵浦源的波长和入射到光纤中的初始功率组成一个包含多变量的一维向量，那么，在遗传算法中，该向量即代表一个染色体。比如采用4个泵浦源进行泵浦，则第i个染色体是Xi=（λ1，λ2，λ3，λ4，p01，p02，p03，p04）i。遗传算法的过程就是寻找使增益曲线增益大的那个染色体的过程。首先给出待优化模型的一些具体参数，对于典型的单模光纤，Ae=5。衰减系数α=0。80×10-16（m.cm/w）。信道间隔0。8nm.鉴于目前实验中采用的半导体泵浦源波长多在1400～1510nm之间，泵浦功率大值约250mw左右。
但为了消除增益对泵浦光的偏振依赖，一般用两个半导体激光器偏振复用组成一个泵浦源。因此每个泵浦源的泵浦功率取值范围是<0，500mw>，波长范围<1400，1510nm>.采用这样的泵浦源波长范围，根据受激拉曼放大的频移范围，复用64个信道，则被放大的信号区间为<1512，1560>.设信号的初始输入功率均为0。01mw.其它参数如泵浦源数目、光纤的长度等在下面计算中再具体给出。
那么求RFA增益曲线的增益大化就是求各个信道的信号输出功率之和的大值，即求p=∑64i=1pi（i=1，2，3…64）（3）的大值。
此外，为了保证拉曼放大器的带宽，必须加上增益平坦度的约束条件，一般定义3dB内的增益对应的波长区间为放大器的带宽，故约束条件是pimax-pimin<=3dB.
遗传算法的优化步骤如下：（1）编码，采用十进制编码，染色体中的变量直接用十进制表示时就是十进制编码，优点是计算效率较高。（2）初始群体的产生。采用随机的方法产生一组初始染色体，称为初始群体，这里令染色体的数目为80，即群体的大小是80。（3）计算适应度函数这里令适应度函数为（3）式，对初始群体中的任一染色体，通过（2）式求得每一信号光在光纤给定长度处的输出功率。
通过计算适应度函数P，可得到每一个染色体的适应值。适应值大的染色体将优先得到遗传。（4）选择，按照适应值大的染色体占据轮盘的面积大的规则设计一个转轮，采用轮盘赌的方法，从初始群体的80个染色体中选择染色体，每次只选择一个，共选择80次。
于是被选择的染色体将组成一个新的群体，其中适应值小的染色体将被排除在外。（5）繁殖对经由轮盘赌方式形成的新的80个染色体，以交换概率Pc=0。6的概率挑选出其中的部分染色体。
5个泵浦源随机配置时的拉曼增益谱wavelengths/（nm）图3短波长泵浦源配置较大功率时的拉曼增益谱3计算结果与讨论为了比较，先看一下5个泵浦源波长和泵浦功率随机配置的情况，波长和功率的随机配置为（1420nm，1435nm，1457nm，1483nm，1509nm）；（200mw，470mw，450mw，420nm，220nm），64个信号光的波长从1512-1563。2nm，间隔0.8nm，初始入射功率均为0.01mw（以下的计算中信号的参数都和此处的相同）。
光纤长度30km，其它相关参数如前所述。其拉曼增益谱如所示，增益曲线的不平坦度为13.5dB，长波段的信号开关增益不到5dB.可见，泵浦源在随意配置时，很难得到增益高，平坦度好的拉曼放大器。
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