本发明公开了一种基于频分复用技术实现光谱组合放大的方法，包括如下步骤：a)将超短脉冲振荡器产生的激光脉冲进行预放大、展宽；b)对超连续宽带光谱进行频谱分割，将其分割为多路具有不同中心波长的光脉冲；c)将每路光脉冲由进行放大，用分束片将放大后的种子光一部分输给自参考零频探测装置，自参考零频探测装置输出的拍频信号经过滤波放大后作为声光移频器的驱动频率；d)各路多级光纤放大器输出的放大脉冲通过波分复用合束器进行相干合成；e)用压缩器对相干合成后的脉冲进行色散补偿与脉宽压缩，从而获得高峰值功率的超短脉冲输出。本发明将频分复用技术与相干合成技术有机结合，解决超短脉冲光纤激光相干合成过程中脉冲同步和频谱相干的难题。