本发明属于光纤传感技术领域，具体涉及一种对低折射率待测物微小变化具有灵敏度高、测量精度高、响应速度快等优异特性的石墨烯增强倾斜光纤光栅泄漏模谐振传感器及其检测系统，包括光源、偏振控制器、待测样品池、倾斜光纤光栅和光谱分析仪，所述倾斜光纤光栅包括纤芯和包层，所述纤芯区域内刻写有倾角为6~10°的倾斜光栅，所述倾斜光栅区域的包层表面涂覆有石墨烯，所述石墨烯的两端涂覆有金属薄膜电极。通过改变金属电极上的电压，可动态调控石墨烯的光电特性，从而增强倾斜光纤光栅的泄漏模谐振，泄漏模谐振具有比现有谐振技术更优异的传感特性，特别对于低折射率区域待测物质的微小变化，泄漏模谐振展现出更高的传感灵敏度和传感精度。