本发明公开了一种多波段非线性光纤放大系统，其特征在于：包括有用于发射锁模光纤激光的种子光源100，所述种子光源100的输出端连接有用于对光脉冲进行滤波并获取负啁啾脉冲的负啁啾脉冲选择器200，所述负啁啾脉冲选择器200输出端连接有用于预防大负啁啾脉冲的基频光预防大器300，所述基频光预放大器300输出端连接有用于放大功率以及放大非线性频率转换参量的非线性光纤放大器400，所述多模增益光纤非线性放大器400输出端为该系统的输出端。本发明通过激光基频波长的调谐以及传输模式的选择，可以实现参量激光波长的调谐，在进行基频激光功率放大的同时，实现激光频率的转换，获得参量激光输出。