本申请披露了一种基于“猫眼”效应(Cat-Eye Effect)的双探测器模式激光主动探测系统。其包括：发射机子系统和接收机子系统；所述发射机子系统包括激光器；所述接收机子系统包括光学系统、至少一处理器、探测器一、探测器二；所述探测器一、探测器二均具有光敏面；所述光学系统采用共光路模式或旁轴式平行光路，使得探测器一的光敏面与探测器二的光敏面处于共光轴状态；所述探测器一获取激光照射目标后返回的图像信息，所述探测器二获取激光照射目标后返回的非成像信息。该系统结合非成像法与成像法的优点，具备成像探测法精度高、处理方法灵活的优点，同时可通过非成像法的光调制解调方式解决目标提取及抗干扰的问题，在系统层面上实现目标信息的融合。