本发明涉及一种基于可调制弱值放大技术的应力检测系统，包括依次排布在光路系统中的光调制模块、光信息采集单元和应力处理器；光调制模块将宽谱的初始入射光调制为检测入射光，该检测入射光的平均波长偏移量处于平均波长偏移量Δλ‑时间延迟τ变化曲线的线性工作区间Ri内，根据测量耦合样品应力的检测入射光的平均波长偏移量ΔλC获得待测样品应力ΔS，实现对双折射应力的高精度、高灵敏度的检测，特别是实现了一定应力范围内的的超高灵敏检测。该检测系统具有高精度、高灵敏度等优点，在晶元制造领域的微应力检测方面具有重要应用价值。