模拟退火（SA）是解决复杂非线性优化问题的好工具，开发其并行性也成为近些年的研究热点和方向。针对衍射光学元件（DOE）的束匀滑应用，结合消息传递接口（MPI）并行编程方法，开发并实现了具有良好收敛效果和并行效率的SA算法。在8个中央处理器(CPU)的小型并行计算平台上进行了入射口径310 mm、出射20阶超高斯0.4 mm×0.8 mm聚焦光斑的优化设计，使用不到原来1/6的时间就能获得比原串行算法更好的匀滑效果，从而验证了该并行SA算法的快速有效性。