一种光纤式双模态成像系统，所述光纤式双模态成像系统包括：用于发出激光脉冲的光纤激光器；与光纤激光器连接，用于传输激光脉冲的光纤传输模块；用于将激光脉冲进行分束得到太赫兹激光脉冲和荧光激光脉冲的第一分束器；用于对太赫兹激光脉冲进行分束和传输以得到太赫兹波，并将太赫兹波与样品发生作用以获得太赫兹信号的太赫兹模块；用于接收荧光激光脉冲，并将荧光激光脉冲聚焦在样品以产生荧光信号的荧光模块；以及与太赫兹模块和荧光模块连接，用于对太赫兹信号和荧光信号进行耦合以获取样品的多维信息的成像设备；光纤式双模态成像系统将太赫兹和荧光两种成像模式进行紧密耦合，可同时获得多维高分辨率样品信息。