本发明涉及光学检测装置及其测试方法，应用于生化分析领域，特别是一种基于单光束差分检测的光学微流控芯片传感器及测试方法；光学微流控芯片传感器中包括叠层结构，其中包括盖层、衬底、薄层、微流槽；其中，微流槽设置在薄层上，存在两个微流槽或两个以上的微流槽位于不同的薄层上，且在衬底的投影仅相接，或者投影完全重合；因此，不同的微流槽可以置于同一束探测光波内，实现单光束的光学差分检测；本发明的传感器及其测试系统，具备结构简单、紧凑、以及测试精度高的特点。