本公开提供了一种原子布居数探测系统，此系统包含荧光激发器和一对荧光收集器。当原子团下落到真空装置的探测区时，会先后穿过原子荧光激发器发射出的两束激光，使得原子团分别发出荧光，通过原子荧光收集器可把荧光信号收集起来并转为电流信号从而得到原子布居数。本公开的原子荧光激发器采用柱透镜扩束加棱镜反射的方式，以及原子荧光收集器使用了菲涅尔透镜和采用对称探测的方法，使得光路简化，大大缩小了尺寸和重量，提高了荧光收集效率，且不依赖于装置的摆放方位就能克服科里奥利力效应带来的系统误差，非常利于原子干涉重力仪的小型化、可移动化和精度提升。