本发明涉及一种基于二次谐波的光弹调制器调制幅度闭环控制系统及控制方法，包括激光光强稳定模块、检测光学模块和闭环控制模块三部分。激光光强稳定模块由激光器、可控相位延迟器、起偏器、偏振分束器、第一光电探测器、光强控制器组成，将主路激光稳定在设定值；检测光学模块由待测样品、四分之一波片、光弹调制器、检偏器、第二光电探测器组成，实现主路激光光电信号的转换；闭环控制模块由锁相放大器、信号处理器、光弹调制器驱动电路组成，解调出二次谐波信号反馈控制光弹调制器的调制幅度。本发明可有效抑制光弹调制器随环境因素变化引起的调制幅度波动，从而提高检测系统的长期稳定性。