本发明涉及一种基于偏振复用调制器的倍频选择系统及方法。该系统中线偏振光被分为功率相等、偏振方向互相垂直的两路，分别输入到上下两路的双极性马赫增德尔调制器和双平行马赫增德尔调制器中。双极性马赫增德尔调制器和双平行马赫增德尔调制器在射频信号和直流偏置电压的共同作用下进行强度调制，最后，偏振合束器将上下路输出信号合束，得到了输出光波。输出光谱是由两个偏振方向相互垂直的光波组成的。在偏振合束器后接一个检偏器，根据检偏器的偏振方向与偏振合束器的夹角输出x偏振方向的二倍频信号或y偏振方向的四倍频信号或十二倍频信号。本发明能够在不使用光滤波器的同时，实现不同倍频信号的选择。