高功率单频拉曼光纤放大器(SF-RFA)的性能往往会由于受激布里渊散射(SBS)的出现而受到限制。数值模拟结果表明单级SF-RFA的输出功率较低，且所需的抽运功率远高于实际器件所能承受的水平。采用多级放大结构可使SF-RFA的输出功率和效率均有较大幅度的提升；各级放大器应选择适当类型的光纤，在波分复用器（WDM）所能提供的抽运功率范围内，可得到较高的放大光输出。以二级放大系统为例，第一级放大器使用100 m、纤芯有效直径为6 μm的标准单模光纤，通过在光纤中施加应力梯度来抑制SBS，在抽运功率为32 W时，得到约3 W的输出；以此为第二级放大器的种子信号光，使用70 m、纤芯有效直径为15 μm的光纤，同样通过施加应力梯度抑制SBS，在抽运功率为105 W和130 W时可分别得到20 W和30 W的放大光输出。