放大器的增益谱平坦性是波分复用系统设计中一项十分重要的参量.本文推导了N段光纤级联实现增益谱平坦的分析理论，得到每段光纤的有效作用距离和喇曼功率增益系数的约束条件.当喇曼增益谱拟合为线性时，简化了其实现增益谱平坦的条件，并给出了两段光纤级联信号光获得增益的最优值.以纯石英光纤和掺磷石英光纤级联的模型为例，利用Matlab进行了数值分析验证，结果表明：随着第一段光纤长度的增加，信号光获得的增益先增加再减小；当第一段光纤取7.15 km时，信号光获得了5.78 dB的平均最大增益和0.45 dB的增益平坦度，并得到泵浦光功率与信号光增益呈正相关性.最后，以三段不同材料光纤级联为例，利用Matlab进行了分析验证，信号光经过放大后获得了7.74 dB的平均增益和0.57 dB的增益平坦度，证明了理论分析的可行性.该方案为增益平坦化的喇曼光纤放大器设计提供了一种新的思路.