本发明提供了一种基于石墨烯和硅基纳米线的拉曼放大器及其制备方法，在硅基纳米线、绝缘体硅和绝缘层上制作一层隔离层，并在隔离层上覆盖石墨烯层。通过石墨烯的表面等离子体激元和硅基纳米线的光波导模式的耦合作用增强硅基纳米线对传输的信号光的拉曼放大效应，使得在不需要高泵浦功率的泵浦光情况下也能产生较好的拉曼放大效应。利用石墨烯对光的折射率大，对光吸收强的特性能将光聚集在硅基纳米线内部。此外，相比于在硅上集成其它模块，石墨烯易于与基于硅光电子学平台和CMOS集成工艺兼容，能够大规模集成到光互联网络上。